Wir entwerfen und führen Experimente durch, um Phänomene von Vielkörper-Kernsystemen weit weg vom Tal der stabilen Kerne zu untersuchen. Diese seltenen Isotope mit einer großen Neutronen-Protonen-Asymmetrie weisen im Gegensatz zu stabilen Kernen eine noch zu entschlüsselnde Schalenstruktur auf. Seltene Isotope am Rand der Bindung durch die starke Kraft, d. h. an der Protonen- oder Neutronendripline, können eine dicke Neutronen- oder Protonenhaut oder ein Halo aufweisen. Diese Eigenschaften können in speziellen Einrichtungen für radioaktive Ionenstrahlen (RIB) untersucht werden, in denen kurzlebige Kerne hergestellt und vor ihrem radioaktiven Zerfall untersucht werden. Vielkörper-Kernsysteme können auf den Freiheitsgrad der Strangeness ausgedehnt werden, d. h. sie bestehen nicht nur aus Protonen und Neutronen, sondern auch aus Hyperonen, die Baryonen mit mindestens einem Strange-Quark sind. Die Hyperon-Nucleon-Wechselwirkungen unterscheiden sich von den Nucleon-Nucleon-Wechselwirkungen, und die Untersuchung dieser sogenannten Hypernuklei liefert wertvolle Informationen über mittelgroße Kernwechselwirkungen.
Neben dem grundsätzlichen Interesse am Verständnis der nuklearen Eigenschaften der exotischen Kerne wird dieses Wissen dazu beitragen, die Synthese der Elemente im Universum zu verstehen, in denen seltene Isotope eine zentrale Rolle spielen. Das Verständnis der Eigenschaften und Reaktionen neutronenreicher Kerne sowie Hypernuklei bietet einen Weg zum Verständnis neutronenreicher und dichter Kernmaterie, wie sie in Neutronensternen zu finden ist.
Wir stützen alle unsere Experimente auf einzigartige Instrumente und Methoden, die darauf abzielen, Zugang zu dem zu erhalten, was bisher unerreichbar war. In der Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) in RIKEN, Japan, entwickeln wir Systeme für die Spektroskopie seltener Isotope, die mit sehr geringer Geschwindigkeit hergestellt werden. Wir entwerfen ein neues Experiment, bei dem Antiprotonen aus dem ELENA-Ring (Extra Low Energy Antiproton) am Antiproton Decelerator (AD) des CERN verwendet werden, um den Dichteschweif seltener Isotope zu untersuchen, die in der Isotope Mass Separator Online-Anlage (ISOLDE) des CERN hergestellt werden. Darüber hinaus schlagen wir eine neue Methode für die hochauflösende Stereoskopie von Hypernuklei bei GSI / FAIR vor. Diese Projekte werden im Rahmen internationaler Kooperationen durchgeführt.