Rezept für das UniversumAlle Arten von Teilchen
Physiker haben in jahrzehntelanger Forschung eine Art Rezept für das Universum zusammengetragen. Es hat den Namen Standardmodell.
Physiker haben in jahrzehntelanger Forschung eine Art Rezept für das Universum zusammengetragen. Es hat den Namen Standardmodell und enthält folgende Zutaten:
Quarks und Elektronen: Von der kleinsten Mikrobe bis zum größten Hochhaus bestehen sämtliche Atome der uns vertrauten Materie aus nur drei verschiedenen Elementarteilchen: Zwei sogenannten Quarks und dem Elektron. Die beiden "Up"- und "Down"-Quarks sind die Grundbausteine aller Atomkerne. Um den Atomkern herum schwebt eine Wolke aus Elektronen. Als viertes Mitglied dieser Teilchenfamilie zählen die Physiker das flüchtige Neutrino, das bindungslos durch das gesamte Universum geistert - fast ohne jemals irgendwo hängenzubleiben. Es ist kein Bestandteil der Atome.
Weitere Teilchenfamilien: Im Baukasten der Welt finden sich neben der uns vertrauten Materie noch zwei weitere Teilchenfamilien, aus denen jedoch keine beständige Materie bekannt ist, weil diese schnell zerfällt: Das "Charm"- und "Strange"-Quark bildet mit dem Myon und ebenfalls einem zugehörigen Neutrino eine Familie. Nach Vorhersage der diesjährigen Nobelpreisträger musste es ein drittes Quarkpaar geben: 1977 wurde das "Bottom"- und 1994 schließlich das "Top"-Quark entdeckt. Zu ihrer Familie zählen auch das Tauon und ein passendes Neutrino.
Anti-Teilchen: Jedes dieser zwölf Elementarteilchen besitzt im Standardmodell noch ein sogenanntes Anti-Teilchen, das die entgegengesetzte elektrische Ladung trägt. Treffen sich ein Teilchen und sein Anti-Teilchen, zerstrahlen sie zu reiner Energie.
Vier fundamentale Kräfte: Zusammengeklebt werden die Quarks im Atomkern von der STARKEN KRAFT und ihren Klebeteilchen, den Gluonen. Das Atom wiederum wird von der ELEKTROMAGNETISCHEN KRAFT zusammengehalten. Aus deren Teilchen, den Photonen, besteht auch alles Licht, das wir sehen. Die sogenannte SCHWACHE KRAFT sorgt für die Radioaktivität, ihre Teilchen heißen W und Z. Ob die SCHWERKRAFT über ein eigenes Teilchen namens Graviton vermittelt wird, ist nicht geklärt.
Higgs: Das gegenwärtige Weltbild der Physiker hat allerdings einen gewichtigen Schönheitsfehler: Im Standardmodell haben die Teilchen keine Masse! Ohne Masse wären jedoch alle Partikel schnell wie das Licht, es gäbe keine Zusammenballungen, keine Atome, keine Sterne, Planeten oder Menschen. Um dieses Dilemma zu lösen, ersannen der britische Physiker Peter Higgs und Kollegen einen Mechanismus, der den Teilchen ihre Masse verleihen soll: Das Universum ist demnach erfüllt von einer Art Sirup, der unterschiedlich stark an den Elementarteilchen klebt und sie somit bremst.