Das Tao der Physik

und das Elektron ist auch das Neutrino stabil. Es
wird gewöhnlich mit dem griechischen Buchstaben ν (Ny) be
zeichnet; die symbolische Schreibweise des BetaZerfalls sieht
damit so aus:
    Die Umwandlung von Neutronen zu Protonen in den Atomen
einer radioaktiven Substanz hat eine Umwandlung dieser
Atome zu völlig anderen Atomen zur Folge. Die bei diesem
Vorgang erzeugten Elektronen werden als starke Strahlung
emittiert, die in der Biologie, der Medizin und der Industrie in
weitem Umfang angewendet wird. Die Neutrinos dagegen sind,
obwohl sie in gleicher Anzahl emittiert werden, sehr schwer zu
entdecken, da sie weder Masse noch Ladung besitzen.
    Wie schon früher erwähnt, gibt es für jedes Teilchen ein Antiteilchen von gleicher Masse, aber entgegengesetzter Ladung.
Das Photon ist sein eigenes Antiteilchen; das Antiteilchen des
Elektrons nennt man Positron; dann gibt es ein Antiproton, ein
Antineutron und ein Antineutrino. Das beim Beta-Zerfall entstehende masselose Teilchen ist, genaugenommen, nicht das
Neutrino, sondern das Antineutrino (mit ν bezeichnet), so daß
der Prozeß richtig so zu schreiben ist:
    Die bisher erwähnten Teilchen stellen nur einen Bruchteil
der heute bekannten subatomaren Teilchen dar. Alle anderen
sind instabil und zerfallen in kürzester Zeit zu anderen Teilchen, von denen einige weiter zerfallen, bis eine Kombination
stabiler Teilchen übrigbleibt. Die Untersuchung der unstabilen
Teilchen ist sehr aufwendig, da sie jedesmal in Kollisionsprozessen neu erzeugt werden müssen, und dafür sind riesige Teilchenbeschleuniger, Blasenkammern und andere recht komplizierte Geräte zur Registrierung von Teilchen erforderlich.
    Die meisten instabilen Teilchen leben nur extrem kurze Zeit
nach menschlichen Begriffen: weniger als eine Millionstel Sekunde. Man muß jedoch ihre Lebensspanne im Verhältnis zu
ihrer Größe sehen, die ebenfalls winzig ist. Wenn man es so betrachtet, leben viele von ihnen relativ lange, und eine millionstel Sekunde ist in der Teilchenwelt wirklich eine enorme Zeit.
Ein Mensch kann in einer Sekunde eine Strecke zurücklegen,
die einige Male so lang ist wie er selbst. Die entsprechende
Zeitspanne für ein Teilchen wäre daher die Zeit, die es braucht,
um eine Strecke zurückzulegen, die einige Male seiner eigenen
Größe entspricht: Man könnte diese Zeiteinheit »Teilchen-Sekunde«* nennen.
    Um einen mittelgroßen Atomkern zu durchqueren, braucht
ein Teilchen etwa zehn dieser Teilchen-Sekunden, wenn es sich
nahezu mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzt, was Teilchen in
Kollisionsversuchen tun. Unter der großen Zahl von instabilen
Partikeln gibt es etwa zwei Dutzend, die mehrere Atomkerne
durchqueren können, ehe sie zerfallen. Diese Entfernung entspricht einige 100000mal ihrer Größe, und sie benötigen dazu
einige hundert »Teilchen-Stunden«. Diese Teilchen sind in der
unten stehenden Tabelle aufgeführt, zusammen mit den schon
erwähnten stabilen Teilchen. Die meisten der instabilen Teilchen in der Tabelle legen tatsächlich einen ganzen Zentimeter
zurück, oder sogar mehrere Zentimeter, bevor sie zerfallen,
und die am längsten leben, eine millionstel Sekunde, können
mehrere hundert Meter zurücklegen, bevor sie zerfallen, eine
im Vergleich zu ihrer Größe riesige Strecke.
    Alle anderen soweit bekannten Teilchen gehören zur Kategorie der »Resonanzen«, die im folgenden Kapitel im einzelnen
besprochen wird. Ihre Lebenszeit ist viel kürzer, sie zerfallen
nach wenigen »Teilchen-Sekunden«, so daß sie nur einen Weg
zurücklegen können, der wenige Male ihre eigene Größe beträgt. Das heißt, daß man sie in der Blasenkammer nicht sehen
und nur indirekt auf ihre Existenz schließen kann. Die in Blasenkammern sichtbaren Spuren können nur von den in der
Tabelle aufgeführten Teilchen gezogen werden.
    * Physiker schreiben diese Zeiteinheit als 10 23 Sekunden, das ist ein Kürzel
für eine Zahl mit zweiundzwanzig Nullen hinter dem Komma und einer davor, d. h. für 0,00000000000000000000001 Sekunden.
Die stabilen und die relativ langlebigen Teilchen
     
    Die Tabelle zeigt dreizehn verschiedene Typen von Teilchen, von denen viele
in verschiedenen »Ladungszuständen« auftreten. Die Pionen zum Beispiel
können positiv geladen (π + ), negativ geladen (π – ) oder elektrisch neutral (π 0 )
sein. Es gibt zwei Arten von Neutrinos, das eine tritt nur mit Elektronen in
Wechselwirkung (v e ), das andere nur mit Myonen (νµ). Die Antiteilchen sind
ebenfalls aufgeführt, drei