QED: Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie (German Edition)

– sagen wir bei 10 –40 Zentimetern – abzubrechen, müßte er mit seinen Werten für n und j dasselbe m und e anders herausbekommen!
    Zwanzig Jahre später, 1949, machten Hans Bethe und Victor Weisskopf eine Entdeckung: Wenn zwei die Bestimmung von n und j aus demselben m und e bei verschiedenen Abständen abbrachen und die von ihnen gefundenen unterschiedlichen Werte für n und j zur Lösung eines anderen Problems benutzten, erhielten sie, wenn alle Pfeile von allen Termen berücksichtigt wurden, nahezu dieselbe Antwort! Und zwar fiel diese Antwort um so ähnlicher aus, je näher die Berechnungen für n und j bis zum Nullabstand weitergeführt worden waren! Schwinger, Tomonaga und ich entdeckten unabhängig voneinander Wege, wie sich dies durch präzise Berechnung bestätigen ließ (dafür wurden uns Preise zuerkannt). Endlich konnte man mit der Theorie der Quantenelektrodynamik rechnen!
    Allem Anschein nach hängen von den kleinen Entfernungen zwischen den Kopplungspunkten lediglich die Werte für n und j – ohnehin nicht unmittelbar beobachtbare theoretische Zahlen – ab. Alles andere dagegen, was beobachtet werden kann , scheint nicht davon betroffen zu werden.
    Das Spielchen, das wir auf der Suche nach n und j spielen, heißt im Fachausdruck »Renormierung«, ein reichlich hochtrabender Begriff für ein verrücktes Verfahren! Und ein solcher Hokuspokus hat uns daran gehindert, die mathematische Folgerichtigkeit der Theorie der Quantenelektrodynamik zu beweisen! Trotzdem bleibt es erstaunlich, daß dies noch immer nicht auf die eine oder andere Weise geschehen ist; die Renormierung dürfte von den Mathematikern wohl kaum für voll genommen werden. Aber wie dem auch sei, fest steht jedenfalls, daß wir bis heute keinen guten mathematischen Weg für die Beschreibung der Theorie der Quantenelektrodynamik kennen: Wir brauchen viel zu viele Worte, um die Beziehung zwischen n und j und m und e zu erfassen. 23
    Eng verknüpft mit der beobachteten Kopplungskonstante e (die Amplitude, daß ein reales Elektron ein reales Photon emittiert oder absorbiert) ist eine eindrucksvolle Frage von fundamentaler Bedeutung. Im Grunde ist diese Konstante eine einfache, experimentell bestimmte Zahl von annähernd –0,08542455. (Meine Physikerfreunde werden sie in dieser Gestalt nicht wiedererkennen, da sie sich den Kehrwert ihres Quadrats: rund 137,03597 mit einer Unsicherheit von etwa 2 in der letzten Dezimalstelle merken. Seit ihrer Entdeckung vor über fünfzig Jahren ist die Zahl ein Geheimnis, und seither steckt sie sich jeder gute Theoretiker, der etwas auf sich hält, hinter den Spiegel.)
    Sie werden sogleich wissen wollen, woher diese Zahl für eine Kopplung stammt: Hat sie mit pi zu tun oder vielleicht mit der Basis natürlicher Logarithmen? Niemand weiß es. Sie ist eins der größten Geheimnisse der Physik, eine magische Zahl , die das menschliche Erkenntnisvermögen übersteigt, als wäre sie von der »Hand Gottes« geschrieben, und »wir wissen nicht, wie Er den Bleistift führte«. Zwar wissen wir, was wir alles anstellen müssen, um diese Zahl durch Experimente sehr genau zu bestimmen, aber wir haben keine Ahnung, wie wir den Computer dazu bringen können, sie auszuspucken – ohne daß wir sie ihm vorher insgeheim eingefüttert haben!
    Eine gute Theorie würde sie uns aufschlüsseln als 1 mehr als 2 pi mal der Quadratwurzel aus 3 oder irgend etwas dergleichen. Von Zeit zu Zeit sind auch Vorschläge in dieser Richtung gemacht worden, aber keiner hat weiter geführt. Arthur Eddington zum Beispiel bewies, allein auf die Logik gestützt, daß die Lieblingszahl der Physiker genau 136 sein mußte, was dem damaligen Stand der Experimente entsprach. Als e dann durch genauere Experimente näher auf 137 zu rückte, entdeckte er einen kleinen Irrtum in seinen früheren Berechnungen und gelangte, wieder allein auf die Logik gestützt, zu der Erkenntnis, daß es nur die ganze Zahl 137 sein konnte! Und auch heute entdeckt immer wieder einmal jemand eine Verbindung der mysteriösen Kopplungskonstanten zu einer bestimmten Kombination aus pi’s und e’s (der Basis der natürlichen Logarithmen), nur würden die Liebhaber arithmetischer Spielereien staunen, wie viele Zahlen sich aus pi’s und e’s und so fort ableiten lassen, wollten sie diesem Punkt einmal ihre geschätzte Aufmerksamkeit schenken. In der Geschichte der modernen Physik türmen sich Abhandlungen über e , die durch die fortschreitende experimentelle