Elementarteilchen

Elementarteilchen
n den letzten zwanzig lahren hat unser Verstandnis des Mikrokosmos enorm zugenom­ I men. Wir besitzen jetzt ein uberzeugendes Bild der grundlegenden Struktur der Materie, beschrieben durch wenige Sorten punktformiger Elementarteilchen. Wir kennen auch eine umfassende Theorie der Krafte, die zwischen diesen Teilchen wirken, von der wir gIauben, daB sie die gesamte Physik mit Ausnahme der Schwerkraft beschreibt. Es scheint, als bestiinde die Materie aus zwei Spezies von Teilchen: Quarks und Lepto­ nen. Dies sind die Grundbausteine der Materie, uns Menschen inbegriffen. Fiir die Theorie, die das mikroskopische Verhalten dieser Teilchen beschreibt, hat sich in den letzten Jahr­ zehnten der Name Standardmodell eingebiirgert. Das StandardmodeIlliefert eine genaue Beschreibung der elektromagnetischen Kraft, der Schwachen Kernkraft (die fur den radio­ aktiven Zerfall verantwortlich ist) und der Starken Kernkraft (die die Atomkerne zusam­ menhalt) und ist dabei erstaunlich erfolgreich; aIle Experimente haben seine detaillierten Voraussagen bestatigt. Das Standardmodell beruht auf dem Prinzip der Eichsymmetrie. Dies bedeutet, daB die Eigenschaften und die Wechselwirkungen der Elementarteilchen durch fundamentale Sym­ metrien und den mit ihnen zusammenhangenden Erhaltungssatzen bestimmt werden. Die Starke, die Schwache und die elektromagnetische Kraft sind allesamt Eichkriifte. Sie wer­ den durch den Austauch von sogenannten Eichbosonen iibermittelt: Letztlich sind diese z. B. fiir die Wechselwirkung zweier elektrisch geladener Tei1chen oder ftir die Kernprozesse im Innern der Sonne verantwortlich. Versuche, die vierte verbliebene Kraft - die Schwer­ kraft - im Rahmen der Eichtheorien zu verstehen, sind bislang fruchtlos geblieben.