Spiegelkern

Spiegelkerne sind Atomkernpaare mit vertauschter Protonen- und Neutronenzahl. Sie unterscheiden sich deshalb in der Kernladungszahl und stellen somit zwei verschiedene chemische Elemente dar. Spiegelkerne sind ein Spezialfall der Isobare.

Beispiele für Spiegelkerne:

• $ {}_{10}^{22}\mathrm {Ne} $   und   $ {}_{12}^{22}\mathrm {Mg} $   gerade-gerade (gg) Kerne
• $ {}_{14}^{30}\mathrm {Si} $   und   $ {}_{16}^{30}\mathrm {S} $   gerade-gerade (gg) Kerne
• $ {}_{15}^{32}\mathrm {P} $   und   $ {}_{17}^{32}\mathrm {Cl} $   ungerade-ungerade (uu) Kerne
• $ {}_{17}^{35}\mathrm {Cl} $   und   $ {}_{18}^{35}\mathrm {Ar} $   ungerade-gerader (ug) Kern und gerade-ungerader (gu) Kern

Die Spiegelkerne sind für vergleichende Untersuchungen in der Kernphysik interessant. Beispielsweise unterscheiden sich in der Bethe-Weizsäcker-Formel die Bindungsenergien für Spiegelkerne nur durch den Coulomb-Anteil, der dann isoliert untersucht werden kann. Mindestens einer von beiden Spiegelkernen ist immer radioaktiv, bei den uu-Spiegelkernen sind sogar stets beide Kerne radioaktiv. Mit Ausnahme des Paars ³H und ³He ist immer der Kern mit der höheren Protonenzahl radioaktiv.

Spiegelkerne zeigen in beeindruckender Weise, dass Protonen und Neutronen zwar unterschiedliche Ladung besitzen, sich aber ansonsten sehr ähnlich verhalten. Energieniveaus wie auch die dazugehörigen Spins und Paritäten von Spiegelkernen sehen sich zum Verwechseln ähnlich, der wesentliche Unterschied ist die Energie des Grundzustands durch Unterschiede im Coulombpotential.

Literatur

• Povh, Rith, Scholz, Zetsche: Teilchen und Kerne, Springer, 4. Auflage 1997, ISBN 3-540-61737-X