Welt der Wissenschaft: ASTROPHYSIK: Spurensuche in der Welt der Quanten
Die Bausteine der Materie und ihre Wechselwirkungen werden durch das
Standardmodell der Teilchenphysik zwar bis in viele Einzelheiten erklärt, doch
fundamentale Fragen bleiben offen. Der »Large Hadron Collider«, der neue
europäische Beschleuniger, wird zur Klärung dieser Fragen beitragen. Sein Vorstoß in
ganz neue Energiebereiche verspricht den Beginn einer neuen Ära der Teilchenphysik.
Seit Anfang des Jahres 2010 werden
am CERN in Genf Protonen auf
Höchstgeschwindigkeit beschleunigt:
Die Energie, mit der die Physiker
sie am Large Hadron Collider (LHC)
zusammenstoßen lassen, übersteigt diejenige
früherer Teilchenbeschleuniger um
ein Vielfaches. Damit ist es zum ersten Mal
möglich, die Naturkräfte bei einem Abstand
der wechselwirkenden Elementarteilchen
von 10–19 Metern zu untersuchen,
was etwa dem zehntausendsten Teil des
Durchmessers eines Protons entspricht.
Dieser Abstand spielt in der Teilchenphysik
als »elektroschwache Skala« eine
entscheidende Rolle: Erst, wenn sich zwei
Teilchen bis auf 10–19 Meter nahe kommen,
beginnen die Eigenschaften zweier
Naturkräfte zu verschmelzen – die elektromagnetische
und die »schwache« Kraft
verhalten sich dann annähernd gleich (siehe
Grafik auf S. 54). Deshalb spricht man
hier von der »elektroschwachen Vereinheitlichung
« an der »elektroschwachen
Skala«. Zentrale Eigenschaften des derzeitigen
Standardmodells der Teilchenphysik
(kurz »Standardmodell«) lassen sich bei
diesen kleinsten Abständen erforschen,
und neuartige Phänomene sind hier zu
erwarten. Die in der Öffentlichkeit viel diskutierte
Erzeugung künstlicher Schwarzer
Mini-Löcher gehört dabei eher ins Reich
gewagter, wenn auch anregender Spekulationen.
Gleichwohl weiß man, dass sich Eigenschaften
und Dynamik des Mikrokosmos
just an der elektroschwachen Skala
grundlegend ändern. Deren Untersuchung
ist damit ein Meilenstein auf dem Weg ins
Innere der Materie.
Schreiben Sie uns!
Beitrag schreiben