Elektronen verhalten sich in extremen Materiezuständen anders als bislang angenommen. Das zeigt eine neue Studie von Forschenden des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), des European XFEL und weiterer Partner. Die Ergebnisse könnten helfen, das Innere von Planeten besser zu verstehen und die Forschung an der Kernfusion voranzubringen.
Aluminium unter Extrembedingungen
Am European XFEL bei Hamburg, der weltgrößten Röntgenlaser-Forschungseinrichtung, pressten die Forschenden eine dünne Aluminiumfolie auf das 500.000-Fache des normalen Luftdrucks zusammen und erhitzten sie auf fast 7.000 Grad Celsius. So entstand sogenannte warme dichte Materie, ein Materiezustand, wie er im Inneren großer Planeten oder bei Experimenten zur Kernfusion vorkommt.
Warme dichte Materie ist schwer zu untersuchen. Forschende nutzen deshalb Experimente mit Röntgenlicht und Rechenmodelle, um das Verhalten der Elektronen zu beschreiben. Diese bestimmen unter anderem, wie ein Material Wärme und Strom leitet oder auf Strahlung reagiert.
Die nun veröffentlichte Studie zeigt jedoch, dass viele bislang verwendete Modelle wichtige Eigenschaften der Elektronen nicht korrekt erfassen. Die gemessenen Werte wichen um bis zu 25 Prozent von den Vorhersagen ab.
