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

wären also alle chemischen Elemente im Gegensatz zu dem, was man Ihnen im Chemieunterricht beigebracht hat, letztlich instabil.
       Deshalb müssen wir allerdings nicht in naher Zukunft damit rechnen, daß sich die Atome unseres Körpers in einem Strahlenausbruch auflösen. Nach entsprechenden Berechnungen würde der Zerfall des Protons in Leptonen in einer Größenordnung von 10 Jahren stattfinden – ein zeitlicher Rahmen, der weit über die Lebenserwartung des Universums (15 bis 20 Milliarden Jahre) hinausgeht. So astronomisch dieser Zeitraum auch ist, er vermochte die Experimentalphysiker nicht abzuschrecken. Da ein normaler Wasserbehälter eine ebenfalls astronomische Protonenzahl enthält, gibt es eine meßbare Wahrscheinlichkeit dafür, daß irgendein Proton im Tank zerfällt, auch wenn Protonen durchschnittlich erst in kosmologischen Zeiträumen zerfallen.

    Die Suche nach dem Protonenzerfall
    Innerhalb der nächsten Jahre begann man, diese abstrakte theoretische Berechnung einer experimentellen Überprüfung zu unterziehen: Von mehreren physikalischen Teams in aller Welt wurden Versuche durchgeführt, die viele Millionen Dollar verschlangen. Für den Bau von Detektoren, die empfindlich genug waren, um den erwarteten Protonenzerfall zu entdecken, waren sehr kostspielige und hochentwickelte technische Geräte erforderlich. Zunächst mußte man die riesigen Behälter konstruieren, in denen man den Protonenzerfall entdecken wollte. Dann galt es, die Behälter mit einer wasserstoffreichen Flüssigkeit zu füllen (Wasser oder einer Reinigungsflüssigkeit), aus der man mit Hilfe von Spezialtechniken alle Verunreinigungen herausgefiltert hatte. Vor allem aber mußte man diese Riesentanks tief in der Erde bergen, um alle Störungen durch kosmische Strahlen auszuschließen. Und schließlich hatte man Tausende von hochempfindlichen Detektoren zu bauen, um die schwachen Spuren der vom Protonenzerfall emittierten subatomaren Teilchen aufzuzeichnen.
       Ende der achtziger Jahre waren auf der ganzen Welt sechs riesige Detektoren in Betrieb, unter anderem der Kamioka-Detektor in Japan und der IMB (Irvine, Michigan, Brookhaven)-Detektor bei Cleveland in Ohio. Sie enthielten riesige Mengen gereinigter Flüssigkeiten (etwa Wasser), deren Gewicht von 60 bis 3300 Tonnen reichte. (Am größten ist der IMB-Detektor, der in einem würfelförmigen Hohlraum von zwanzig Meter Kantenlänge in einer Salzmine unter dem Eriesee untergebracht ist. Jedes Proton, das in dem gereinigten Wasser zerfiele, riefe einen mikroskopischen Lichtausbruch hervor, der von irgendeiner der 2048 Fotoröhren aufgefangen würde.)
       Um zu verstehen, wie diese gigantischen Detektoren die Lebenszeit von Protonen messen sollen, können wir zum Vergleich die amerikanische Bevölkerung heranziehen. Wir wissen, daß der durchschnittliche Amerikaner erwarten darf, etwa siebzig Jahre zu leben. Trotzdem brauchen wir nicht siebzig Jahre auf Todesfälle zu warten. Da es sehr viele Amerikaner gibt – mehr als 250 Millionen –, können wir davon ausgehen, daß alle paar Minuten ein Amerikaner stirbt. Entsprechend sagt die einfachste GUT, die SU(5)-Theorie, vorher, daß die Halbwertzeit des Protons ungefähr 10 29 Jahre betragen müßte, das heißt, nach 10 Jahren wäre die Hälfte aller Protonen im Universum zerfallen. (Das ist ungefähr zehnmilliardenmilliardenmal mehr als die Lebensspanne des Universums selbst.) Obwohl der Zeitraum ungeheuer erscheint, hätten die Detektoren diese seltenen, flüchtigen Ereignisse entdecken müssen, weil es eine so große Zahl von Protonen im Detektor gibt. Jede Tonne Wasser enthält nämlich mehr als 10 Protonen. Angesichts solcher Protonenmengen müßten jedes Jahr eine Handvoll Protonen zerfallen.
       Doch egal, wie lange die Experimentatoren auch warteten, sie fanden keinen eindeutigen Beweis für einen einzigen Protonenzerfall. Gegenwärtig hat es den Anschein, als müßten Protonen eine Halbwertzeit von mehr als 10 Jahren haben, was die einfacheren GUTs ausschließt, aber immer noch die Möglichkeit der komplizierteren GUTs offenläßt.
    Anfangs griff der Enthusiasmus, den die GUTs in der Fachwelt auslösten, auf die Medien über. Wissenschaftsredakteure und -autoren begannen, sich verstärkt für die Suche nach einer vereinigten Theorie der Materie und nach dem Protonenzerfall zu interessieren. Die Fernsehanstalt Nova widmete dem Problem mehrere Sendungen, und populärwissenschaftliche Darstellungen erschienen in