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Woraus besteht die Welt

Physik. - Wissenschaft versucht die Grundprinzipien der Welt zu ergründen und strebt dabei möglichst einfache Erklärungen an. In der Physik fasst das Standardmodell unseren derzeitigen Kenntnisstand über die Welt zusammen.

Von Jan Lublinski | 07.10.2008
    Das Standardmodell der Teilchenphysik beinhaltet all das Wissen, was die Physiker über die kleinsten Teilchen, im 20. Jahrhundert zusammengetragen haben. Es beschreibt den ursprünglich ziemlich unübersichtlichen Teilchenzoo in recht einheitlicher Weise. Da sind zum einen sechs Quarks – aus ihnen setzen sich die Protonen und Neutronen zusammen, die wiederum die Atomkerne bilden. Dann ist da noch das Elektron, und Teilchen die sich recht ähnlich verhalten, das Muon und das Tau sowie die Neutrinos. All diese Teilchen lassen sich in 3 Familien zuordnen – aufgrund von Formeln, bei denen Symmetrien eine große Rollen spielen.

    Das Standardmodell beschreibt neben den Teilchen auch drei Kräfte, die auf sie wirken, die elektromagnetische Kraft, sowie die so genannte schwache und starke Kernkraft. Insgesamt ein recht übersichtliches Gedankengebäude – errichtet werden konnte es nur, weil die Physiker bei ihren Experimenten immer wieder Symmetriebrechungen bei bestimmten Teilchen entdeckten. Sobald sie sie diese Effekte in ihre Formeln berücksichtigten, ergaben sich Vorhersagen für neue, zunächst unbekannte Teilchen. Die sechs Quarks wurden so sukzessive entdeckt, das letzte im Jahr 1994: das so genannte Top-Quark.

    Obwohl das Standardmodell extrem genaue Vorhersagen für die Experimente der Physiker ermöglicht, sind sie mit ihm noch nicht ganz zufrieden: Das Modell ist letztlich beschränkt – so fehlt darin etwa die Gravitationskraft. Die Physiker wollen darum zu einem erweiterten Theoriegebäude finden, dass noch tiefere Einsichten in die symmetrischen und asymmetrischen Verhältnisse der kleinsten Teilchen ermöglicht.