Die Vermessung des Körpers
allgemein verbreitet), liefert normalerweise das Licht. Licht ist ein Energieträger (das ist auch gut so, denn nur so kann uns die Energie der Sonne durch das Vakuum des Weltalls erreichen), und es verpasst den Elektronen diese notwendigen Schübe. Umgekehrt verhält es sich so, dass ein Elektron Energie abgibt, wenn es auf eine tiefere Ebene sinkt. Da das Elektron aber nur von Schiene zu Schiene springen kann, ist diese Energie gebündelt – in Quanten. Die Teilchen, in denen das Licht wiederum derart gebündelt ist, nennt man Photonen.
Quarks mit Geschmack
Der menschliche Körper besteht aus Molekülen, von denen jedes aus Atomen aufgebaut ist, welche wiederum eine innere Struktur aus Protonen, Neutronen und Elektronen aufweisen. Heute jedoch weiß man, dass die alte Vorstellung von Protonen und Neutronen als Grundbausteinen im Innern der Atome ebenfalls falsch ist. Protonen und Neutronen bestehen beide aus noch kleineren Grundbausteinen, den sogenannten Quarks. Es gibt eine ganze Reihe verschiedener Quark-Typen, die man anhand ihrer »Flavours« (ja, eigentlich: Geschmack) unterscheidet. Je nach Flavour liegt ein Charm-, Strange-, Top- oder Bottom-Quark vor, doch wir interessieren uns in erster Linie für die Up- und die Down-Quarks. Ein Proton besteht aus zwei Up- und einem Down-Quark, ein Neutron hingegen aus zwei Down- und einem Up-Quark.
In Begriffen der elektrischen Ladung funktioniert das Ganze wunderbar, weil Up-Quarks eine ⅔-Ladung und Down-Quarks eine − ⅓-Ladung besitzen, was zu einer positiven Protonenladung von 1 und einer neutralen Gesamtladung beim Neutron führt. Es klingt seltsam, dass ein Teilchen einen Bruchteil einer Ladung besitzen soll, und Quarks sind eigentlich auch nicht ⅓ oder ⅔ von irgendetwas – sie sind die wahren Ladungseinheiten. Da man jedoch bei Einführung dieser Zahlen außer Protonen und Elektronen nichts kannte, müssen wir uns nun damit herumschlagen.
Der seltsame Name Quark wird oft als Reim auf das englische Wort »lark« ausgesprochen, doch als der amerikanische Physiker Murray Gell-Mann die Theorie ersann, wollte er, dass sich Quark auf »cork« reimte. Er dachte sich das Wort »Kwork« aus, ohne darüber nachzudenken, wie es buchstabiert werden sollte. Dann aber stieß er auf eine Zeile in James Joyce’ Finnegans Wake : »Three quarks for Muster Mark!« Dass es hier um drei »Quarks« ging, passte ausgezeichnet, also übernahm Gell-Mann die Schreibweise, wenngleich sie nicht mit seiner Aussprache übereinstimmte.
Das chaotische Standardmodell
Mit den Quarks ist man nun tatsächlich beim Unzerschneidbaren angelangt – sie sind Teile eines größeren Ganzen, anhand dessen die Wissenschaftler sämtliche Teilchen beschreiben, aus denen der menschliche Körper und der Rest des Universums bestehen.
Die Physiker haben ein sogenanntes Standardmodell geschaffen, das auf etwa 19 verschiedenen Elementarteilchen basiert und mit dem sich alles Existierende beschreiben lässt. Zwölf dieser Elementarteilchen sind Materieteilchen wie Quarks und Elektronen, außerdem ein paar obskure Varianten, die man bei nuklearen Reaktionen und Urknallexperimenten feststellen kann. Weitere fünf sind spezielle Teilchen, die Kräfte transportieren. So gibt es beispielsweise das Photon, das sowohl Lichtteilchen ist als auch die elektromagnetische Kraft von A nach B transportiert.
(4) Der Aufbau eines Atoms: Gemessen an der abgebildeten Größe des Kerns, hätte das ganze Atom rund zehn Kilometer Durchmesser
Daneben gibt es noch eine Reihe von Teilchen, die tatsächlich existieren mögen oder nicht – das Graviton, also jenes Teilchen, das die Gravitationskraft in sich trägt, sofern diese tatsächlich eine Kraft ist, die wie alle anderen in Quanten gebündelt vorliegt (bislang ist sich die Theorie hier noch nicht ganz einig). Oder das Higgs-Boson, worauf das Hauptaugenmerk bei Versuchen mit dem riesigen Large Hadron Collider (Großer Hadronen-Speicherring) gerichtet ist, dem Teilchenbeschleuniger im Europäischen Kernforschungszentrum CERN – ein schwer fassbares Teilchen, von dem man annimmt, dass es den anderen Teilchen ihre Masse verleiht.
Um das Ganze noch komplizierter zu machen, gibt es zu jedem Teilchen noch ein Antiteilchen. Antimaterie klingt wie etwas aus Star Trek (und tatsächlich funktioniert so auch der Antrieb der Enterprise), doch handelt es sich um etwas sehr Reales. Antimaterie ist dasselbe wie gewöhnliche Materie, nur dass einige ihrer Eigenschaften, etwa die
Weitere Kostenlose Bücher