Raumzeit - Provokation der Schoepfung
Zu dieser Familie gehören Elektronen, Myonen, Tauonen und Neutrinos.
Auf Grund von Untersuchungen der sogenannten Betastrahlung dachte der österreichische Physiker Wolfgang Pauli, bekannt geworden durch sein Ausschließungsprinzip, als Erster an die Möglichkeit der Existenz von Neutrinos. In Bezug auf elektromagnetische Kräfte sind Neutrinos neutral und reagieren nicht auf die starke Wechselwirkung. Anfänglich wurden sie als Gespensterpartikel bezeichnet, weil man fälschlicherweise glaubte, dass sie keinerlei Masse besäßen. Inzwischen wissen wir, dass sie doch eine geringe Masse haben.
Auch die starke Wechselwirkung erfreut sich einer Familie. Unter den sogenannten Hadronen sind neben den Neutronen und Protonen mit ihren Quarks noch weit über 200 andere Teilchen vorhanden. Die uns umgebende Materie besteht zu 99,9 Prozent aus Hadronen. 1954 führten Chen Ning Yang und Robert Mills ihre sogenannten Eichtheorien als Basis des Standardmodells ein. Nach Yang und Mills sorgen bestimmte Arten von Kraftfeldern für einen Ausgleich der Verschiebungen der Kraftladungen. Damit bewirken sie, dass die physikalischen Wechselwirkungen gleich bleiben. Ihre Eichsymmetrie ist mit den Verschiebungen der Quark-Farbladungen verbunden. Wobei es sich bei der erforderlichen Kraft um die starke Kraft selbst handelt.
So sind auch die schwache und die elektromagnetische Kraft an bestimmte Eichsymmetrien gebunden. Eichsymmetrie bedeutet, dass der quantenmechanischen Beschreibung der elektromagnetischen, der starken und der schwachen Kernkraft ein Symmetrieprinzip zugrunde liegt, das sich in der Invarianz eines physikalischen Systems bei verschiedenen Veränderungen der Werte der Ladungen – Veränderungen, die von Ort zu Ort und Augenblick zu Augenblick ausfallen können – ausdrückt. In der Physik spielt die Symmetrie eine bedeutende Rolle. Die Natur beinhaltet die verschiedensten Formen der Symmetrie, zum Beispiel die Gesetze, die die Wechselwirkungen zwischen Teilchen bestimmen. Bei grundlegenden Prozessen wären diese Gesetze in einem Spiegeluniversum, in dem Links- und Rechtshändigkeit vertauscht wären, unverändert, also invariant. Sie bleiben sogar gleich, auch wenn Vergangenheit und Zukunft vertauscht werden. Generell sind die Gesetze der Physik spiegelund zeitumkehrsymmetrisch.
Die Supersymmetrie zeigte einen mathematischen Weg auf, Teilchen mit unterschiedlichem Spin in einer einzigen Beschreibung zusammenzufassen. Die Symmetrie fordert, dass jeder Teilchentyp einen Partner mit entsprechend anderem Spin in der Familie der Feldquanten hat. In der Supersymmetrie muss jedes bekannte Materieteilchen und jeder Kraftfeldträgertyp einen Gegenspieler mit einem anderen Spin haben. So müsste zum Beispiel das Graviton einen Schwerkraft übermittelnden Boten haben, das Gravitino. Bis heute sind das Graviton und sein Gravitino jedoch noch nicht entdeckt worden. Anfang der Siebzigerjahre versuchten Physiker den Teilchen-Wirrwarr und die vier bekannten Naturkräfte, also die elektromagnetische Kraft, die schwache und starke Wechselwirkung und die Gravitation zu ordnen. Sie bemühten sich, was auch Einstein schon vergeblich versucht hatte, das Ganze unter einen Hut beziehungsweise auf einen Nenner zu bringen. Es ging darum, eine große, einheitliche Theorie mathematisch zu formulieren.
Zwei Physiker, der Inder Jogesh Pati und der Pakistani Abus Salam, stellten 1973 den ersten Versuch einer Weltformel auf. Ein Jahr später waren die beiden Amerikaner Howard Georgi und Sheldon Glashow mit einer vereinfachten Fassung der Theorie an der Reihe. Nach ihrer Schlussfolgerung pflegen Quarks und Leptonen sozusagen verwandtschaftliche Beziehungen, das heißt, sie können sich in Teilchen der jeweiligen anderen Kategorie umwandeln.
Wenn sich drei Quarks innerhalb des Protons in ein Positron, also ein Lepton, und in ein Teilchen namens Pion umwandeln würden, zerfiele das Proton. Bei der schwachen Wechselwirkung gelang ein erfolgversprechender Anfang mit der einheitlichen Eichfeldtheorie, mit lokaler Eich-Invarianz (Invarianz < Unveränderlichkeit) für alle schwachen und elektromagnetischen Prozesse.
Die schwache Wechselwirkung und die elektromagnetische Kraft verlieren in dieser vereinheitlichten Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung nicht die eigene Identität, sondern bleiben als unterschiedliche Erscheinungen eines verallgemeinerten Eichfelds fest miteinander verbunden.
1967 gelang dem amerikanischen Elementarphysiker Steven
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