Maria
Goeppert-Mayer
Fachliche Leistung
Die Physikerin Maria Goeppert-Mayer war die erste Frau, die einen Nobelpreis in theoretischer Physik erhielt, und erst die zweite Physiknobelpreisträgerin nach Marie Curie, die ihn 60 Jahre zuvor erhalten hatte.
Maria Goeppert-Mayer entwickelte ein bahnbrechendes Modell zu Aufbau und Stabilität des Atomkerns. Die Forschung hatte herausgefunden, dass der Atomkern bei bestimmten Anzahlen von Protonen bzw. Neutronen besonders stabil ist und nannte diese Werte magische Zahlen. Es waren die Zahlen 2, 8, 20, 28, 50, 82 und 126. Zur Erklärung dieses Phänomens entwickelte Goeppert-Mayer mittels gruppentheoretischer Methoden ein neues Klassifikationsschema für Atomkerne auf der Grundlage eines Schalenmodells. Danach sind die Atomkerne dann besonders stabil, wenn solch eine Nukleonenschale mit einer bestimmten Anzahl von Protonen oder Neutronen vollständig gefüllt ist. Mit ihrem Schalenmodell in Verbindung mit der von ihr entwickelten Theorie der starken Spin-Bahn-Kopplung konnte sie nachweisen, dass die Stabilität bzw. Instabilität des Atomkerns von der Konfiguration und Bewegung der Protonen und Neutronen abhängt.
Erst 1950 veröffentlichte sie ihre Theorie, und gemeinsam mit Jensen, der in Heidelberg unabhängig von ihr zum gleichen Ergebnis gekommen war, schrieb sie ein Buch über den Aufbau der Atome. Damit besaß die Erforschung der Kernstrukturen und -kräfte neue Möglichkeiten. 1963 erhielten beide für die Entdeckung der Schalenstruktur des Atomkerns den Nobelpreis für Physik. Das Schalenmodell stellt eine Annährung dar, da die Wechselwirkungen zwischen den Nukleonen vernachlässigt werden. Es kann daher nur manche Eigenschaften der Kerne erklären, etwa ihr magnetisches Moment im Grundzustand. Für die angeregten Kernzustände muss jedoch die Kopplung mehrerer Nukleonen berücksichtigt werden.
Bis heute existiert kein Kernmodell, das alle Eigenschaften des Kerns konsistent beschreiben kann.