Hyperspace: eine Reise durch den Hyperraum und die zehnte Dimension ; [Einsteins Rache]

Weder besitzt sie eine einzige Symmetriegruppe noch liefert sie eine ökonomische Beschreibung der subatomaren Welt. Aber noch wichtiger ist, daß das Standardmodell nicht erklärt, woher diese Symmetrien kommen. Ohne ein tieferes Verständnis ihres Ursprungs, bleiben sie gewaltsam zusammengestoppelt.

    GUTs
    Der Physiker Ernest Rutherford, der den Atomkern entdeckt hat, meinte einmal: »Wissenschaft, das ist entweder Physik oder Briefmarkensammeln.« 9
       Damit wollte er sagen, daß die Naturwissenschaft aus zwei Bereichen besteht. Der erste ist die Physik, die sich auf physikalische Gesetze oder Prinzipien gründet. Die zweite ist die Taxonomie (Käferoder »Briefmarken«-Sammeln), bei der man Dingen, über die man so gut wie nichts weiß, aufgrund oberflächlicher Gemeinsamkeiten gelehrte griechische Namen gibt. Insofern ist das Standardmodell keine echte Physik, sondern eher Briefmarkensammeln, denn es ordnet die subatomaren Teilchen nach einigen oberflächlichen Symmetrien an, ohne uns den geringsten Hinweis auf die Herkunft dieser Symmetrien zu geben.
    Als Charles Darwin seinem Buch den Titel Über den Ursprung der Arten gab, ging er über die Taxonomie weit hinaus, denn er lieferte eine logische Erklärung fur die Vielfalt der Tierwelt. Ein solches Buch braucht jetzt die Physik; es könnte zum Beispiel Über den Ursprung der Symmetrie heißen und erklären, warum wir bestimmte Symmetrien in der Natur finden.
       Im Laufe der Jahre hat man immer wieder an der Künstlichkeit des Standardmodells Anstoß genommen und versucht, sie zu überwinden, wobei die Erfolge unterschiedlich waren. Einer der bekanntesten Versuche hieß Große Vereinigte Theorie (GUT nach englisch Grand Unified Theory), erfreute sich Ende der siebziger Jahre großer Beliebtheit und versuchte, die Symmetrien der starken, schwachen und elektromagnetischen Quanten zusammenzufassen, indem sie sie zu einer wesentlich größeren Symmetriegruppe anordnete [beispielsweise SU(5), O(10) oder E(6)]. Statt die Symmetriegruppen der drei Kräfte naiv zusammenzuzwingen, versuchten die GUTs, mit einer größeren Symmetrie zu beginnen, die mit weniger willkürlichen Konstanten und weniger Annahmen auskam. Mit ihrer Teilchenzahl gingen die GUTs zwar weit über das Standardmodell hinaus, hatten aber den Vorteil, daß sie das häßliche Produkt SU(3)xSU(2)xU(1) nun durch eine einzige Symmetriegruppe ersetzten. Für die einfachste dieser GUTs, SU(5) mit Namen, waren 24 Yang-Mills-Felder erforderlich, die jetzt aber immerhin einer einzigen Symmetrie angehörten und nicht drei verschiedenen.
       Der ästhetische Vorzug der GUTs bestand darin, daß sie die stark wechselwirkenden Quarks und die schwach wechselwirkenden Leptonen auf die gleiche Grundlage stellten. Beispielsweise besteht ein Teilchenmultiplett in SU(5) aus drei Farb-Quarks, einem Elektron und einem Neutrino. Diese fünf Teilchen lassen sich durch eine SU(5)-Drehung austauschen, ohne die physikalischen Bedingungen zu verändern.
       Zunächst stießen die GUTs auf große Skepsis, weil die Energie für die Vereinigung der drei fundamentalen Kräfte ungefähr 10 Milliarden Elektronenvolt betrug, also nur um ein Geringeres kleiner war als die Plancksche Energie. Das war weit mehr, als irgendein irdischer Atomzertrümmerer zu leisten vermag, und trug nicht eben zur Ermutigung bei. Doch als man erkannte, daß die GUTs eine eindeutige, überprüfbare Vorhersage machten – den Zerfall des Protons –, begann man sich für diese Theorien zu erwärmen.
    Wir erinnern uns, daß im Standardmodell eine Symmetrie wie SU(3) drei Quarks durch Drehung austauscht; ein Multiplen: besteht also aus drei Quarks. Das heißt, jedes dieser Quarks kann unter bestimmten Bedingungen (etwa beim Austausch eines Yang-Mills-Teilchens) zu einem der anderen Quarks werden. Doch aus Quarks können keine Elektronen entstehen. Die Multiplem mischen sich nicht. Dagegen faßt die SU(5)-GUT fünf Teilchen in einem Multiplen zusammen und kann sie durch Drehung ineinander verwandeln: drei Quarks, das Elektron und das Neutrino. Unter bestimmten Umständen kann also aus einem (aus Quarks bestehenden) Proton ein Elektron oder Neutrino werden. Mit anderen Worten, nach den GUTs wäre das Proton, das man bis dahin für ein beständiges Teilchen mit unendlicher Lebenszeit gehalten hatte, in Wirklichkeit instabil. Grundsätzlich bedeutet dies, daß alle Atome im Universum irgendwann zu Strahlung zerfallen. Wenn die GUTs recht hätten,