Spontane Paarerzeugung — ein Hinweis auf Riesenkerne?

Abstract

Die Streuiiiig sch werer loiieii bei iiichtrelativistischen Energien bietet ideale Voraiissetzuiigeii, uin das Verhalteii des Vakuunis uiiter deni EinfliiJl starker elektromagnetiscker Felder zii stiidieren. Der Aiifsatz hat das Ziel, iiacli eineni Uberblick') iiber den Stand dieses Forschuiigsgebietes diejenigeii Fragen aufzuzeigeii, dereii Kliirung in niichster Zukiiiift die vordringliche Aiifgabe der Forschiiiig seiii wird. Einleitung Seit einigen Jahren wissen wir, daB das Elektron-Positron-Vakuum in sehr starken elektrischen Feldern eine von Null verschiedene elektrische Ladung annimmt [2]. Wegen der Ladungserhaltung ist der Zerfall des elektrisch neutralen in das neue, geladene Vakuum mit der Emission von Positronen definierter Energie verbunden. Die zur spontanen Erzeugung eines Elektron-Positron-Paares erforderliche Energie wird dabei dem Vakuum entnommen, dessen Energie abrupt sinkt (s. Bild 1). Der Zerfall des neutralen Vakuums tragt also die Zuge eines Phasenubergangs; wobei die elektrische Ladung als Ordnungsparameter auftritt. Numerische Rechnungen zeigen, daB es z. B. im elektrischen Feld von hypothetischen Atomkernen mit mehr als 173 Protonen zu einem solchen Ubergang zum geladenen Vakuum kommen sollte. Ausreichend starke Felder lassen sich aber auch in StoBen sehr schwerer Kerne (z. B. U + U und U + Cm mit Z = 184 bzw. 188) erzeugen. Unter gunstigen Bedingungen, d. h. wenn bindende Kernkrafte zur Bildung eines relativ langlebigen (mehr als lO-*"s) Riesenkernmolekuls fuhren, reicht die * Prof. Dr. Berndt Miiller, Insiirui fiir Tlieoreiische Physik, Joliarin-Wolfgang-Goeihe-Uriiversitat, 0-6000 Frankfuri am Main. Pleiiarvortrag, gehalten nuf der 49. Pliysikeriagung in Miincheri. Hier sei besonders auf den Ariikel voii J . Reirihardi und W. Greirier in dieser Zeitsclirift verwiesen [I], in dem sich alle rvicliiigen Referenzen firideri.