Raumzeit - Provokation der Schoepfung

ausgestatteten Quarks blau, rot oder grün werden.
    Das Standardmodell stellt die grundlegende Theorie über die Elementarbausteine der Materie dar. Diesem Modell zufolge bestehen alle Atomkerne aus Quarks. Außerdem existieren sogenannte Leptonen, die leichten Teilchen, zu denen auch das Elektron gehört. Und dann sind da noch die Wechselwirkungen, das heißt, die Naturkräfte. Sie werden von Bosonen übertragen. Dieses Standardmodell ist bereits in den Sechziger- und Siebzigerjahren des letzten Jahrhunderts entstanden. Und nach wie vor existieren offene Fragen, die durch den neuen gigantischen Teilchenbeschleuniger in Genf, den Large Hadron Collider (LHC), beantwortet werden sollen.
    Wie, zum Beispiel, kommen die Elementarteilchen zu ihrer Masse? Bereits 1964 hat der englische Physiker Peter Ward Higgs (geb. 1929) vorausgesagt, dass spezielle Teilchen für die Masseübertragung verantwortlich seien. Zu Ehren von Peter Higgs werden diese noch theoretischen Teilchen als »Higgs-Teilchen« bezeichnet.
    Falls diese wirklich existieren, hofft man, sie nicht nur am CERN, im 26,66 Kilometer großen Ring, in dem Protonen mit über 99,9 Prozent der Lichtgeschwindigkeit aufeinanderprallen, sondern auch im amerikanischen Fermilab zu entdecken. Der Physiker Paul Dirac stellte schon 1938 die Behauptung auf, dass zu jedem Elementarteilchen ein Antiteilchen existiert, sozusagen ein Spiegelbild der Materie. Kurz nach Diracs Voraussage wurde dann in der kosmischen Strahlung tatsächlich das erste Antielektron, Positron genannt, entdeckt.
    Wie schon aus dem Namen hervorgeht, ist das Positron, im Gegensatz zum Elektron, positiv geladen und dreht sich in seinem Spin auch in entgegengesetzter Richtung. In den großen Beschleunigern ist es bereits gelungen, Antimaterie zu erzeugen. Partikel und Antipartikel haben zwar eine identische Masse, aber eine gegensätzliche Ladung. Die Quarks im Inneren der Kernteilchen bewegen sich rasend schnell und verhalten sich wie punktförmige Objekte. Sie sind noch nie einzeln nachgewiesen worden. Auch bei enormen Kollisionen von Kernteilchen im Stanford-Beschleuniger werden sie nicht herausgeschleudert. Man kann sie zwar beobachten, aber voneinander trennen kann man sie nicht. Egal, wie groß der Energieaufwand auch sein mag, die Quark-Partner klammern sich im Kern aneinander. Je mehr man versucht, die Quarks auseinanderzuziehen, desto stärker halten sie aneinander fest.
    Die »Farbladungen« (mit wirklicher Farbe hat das nichts zu tun!) sind verantwortlich für diese starken Quark-Kräfte. Sie entstehen durch den Austausch der Gluonen.
    Wenn Physiker in ihren riesigen Teilchenbeschleunigern Elektronen- und Protonenstrahlen gegeneinander und auf stationäre Ziele lenken, werden ganze Schauer kurzlebiger Teilchen erzeugt. Sie entstehen aus der kinetischen Energie der kollidierenden Teilchen. Diese Teilchen sind nicht etwa Bruchstücke, die durch den Aufprall abgespalten wurden, sondern gänzlich neue energetische Teilchen.
    In Experimenten rasen zum Beispiel ein Proton und ein Antiproton mit annähernder Lichtgeschwindigkeit aufeinander zu. Bei der Kollision vernichten sich Protonen und Antiprotonen gegenseitig. Zurück bleibt ein Feuerball aus Energie, verursacht durch die Zusammenstöße der Quarks.
    Aus dem Energieblitz entsteht dann eventuell ein Übermittlerteilchen der Farbkraft, ein Gluon, das dann unter Umständen in ein T-Quark und ein Anti-T-Quark zerfallen kann. Die auseinanderrasenden Quarks wiederum in ein W + -Boson und B-Quark. Das Anti-T-Quark zerfällt in ein W − -Boson und Anti-B-Quark. Die vier Teilchen zerfallen weiter in stabile Teilchen oder in gebündelte Teilchenschauer. Aus diesen Zerfallsprodukten können Physiker wichtige Rückschlüsse auf Energie und Masse ziehen.
    Nach den Gesetzen der Physik zerstrahlen sich Teilchen und Antiteilchen gegenseitig. Heute werden die Teilchen folgendermaßen eingestuft:
    Alles was die starke Kraft fühlt, heißt Hadron.
    Alles was die starke Kraft nicht fühlt, heißt Lepton.
    Alle Leptonen sind Fermionen (Materie) und haben einen halbzahligen Spin.
    Das Elektron und das Myon sind Leptonen.
    Die Hadronen, die auch Fermionen sind, heißen Baryonen.
    Protonen und Neutronen sind Baryonen.
    Die Kräfte zwischen den Teilchen werden durch Bosonen übertragen.
    Die Teilchen wurden je nach ihrer Abhängigkeit von der starken oder schwachen Wechselwirkung eingeordnet. Die sogenannte Familie der Leptonen wird der schwachen Wechselwirkung zugeordnet.