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Verbindungen schwerer Elemente

Schwere Elemente sind für uns von besonderem Interesse, weil viele der hochspannenden molekularen Eigenschaften, wie zum Beispiel paritätsverletzende (P-ungerade) Effekte oder paritäts- und zeitumkehrsymmetrieverletzende (P,T-ungerade) Effekte stark mit der Kernladungszahl Z zunehmen. Will man also vorteilhaft die Grenzen des gegenwärtigen Standardmodells ausloten, muss man sich um die schwersten Elemente im Periodensystem bemühen.

Die bisher besten oberen Schranken fuer ein P,T-verletzendes elektrisches Dipolmoment des Elektrons stammen gegenwärtig aus spektroskopischen Experimenten am zweiatomigen ThO (und bezeichnenderweise nicht aus Hochenergieexperimenten). Wir halten aufgrund der Laserkühlbarkeit das zweiatomige RaF für einen vielversprechenden Kandidaten, um die existierenden Schranken noch weiter zu verbessern.

Unlängst haben wir vorgeschlagen, chirale Moleküle zur möglichen Detektion von hypothetischen P-ungeraden kosmischen Feldern zu verwenden. Dabei spielen wegen vorteilhafter Z-Skalierung insbesondere chirale Verbindungen schwerer Elemente eine entscheidende Rolle.

Auch unabhängig von der Suche nach Verletzungen fundamentaler Symmetrien sind schwere Elemente prinzipiell aufgrund der Zunahme relativistischer Effekte wie etwa der Spin-Bahn-Kopplung von besonderem Interesse. Diese kann zum Beispiel grundsätzliche Änderungen der Bindungssituation bewirken oder qualitative Änderungen molekularer Eigenschaften bewirken. Das gestaltet die theoretische Vorhersage derartiger Eigenschaften besonders spannend.