Auf der Suche nach der Urkraft

Einer der grundlegenden und altesten Gedanken in der Ge schichte der Physik besteht in der Vermutung, daB die unuber sehbare Vielfalt der physikalischen Erscheinungen letzten Endes auf einige wenige Grundbausteine und Krafte reduziert werden .kanne. Heute bildet diese Annahme die Motivation fUr einen Zweig der Physik, der als "Elementarteilchenphysik" bezeichnet wird. Der Laie denkt bei diesem Stichwort im allgemeinen nur an den ersten Aspekt der genannten Idee: an die Reduktion der Materie formen auf immer weniger und immer kleinere Grundbausteine. Er erinnert sich, daB aile natlirlich vorkommenden chemischen Verbindungen auf kaum 100 chemische Elemente zuruckzufUh ren sind, deren kleinste Einheiten die Atome sind. Die Atome sind durchaus nicht unteilbar und strukturlos, sondern setzen sich aus Kern und Hullenelektronen zusammen. Der Kern seiner seits ist aus noch kleineren Bausteinen gefugt, aus Proton en und Neutronen. Elektronen, Protonen und Neutronen sind die gelaufigsten Ver treter der Gruppe der Elementarteilchen. Die Elementarteilchen tragen ihren Namen nicht ganz zu recht. Seit etwa zwei Jahr zehnten weiB man namlich, daB die meisten von ihnen aus noch kleineren Objekten, den sag. Quarks, aufgebaut sind. Mit den Quarks ist allerdings die vorerst tiefste Strukturschicht der Mate rie erreicht. Auch an den graBten Beschleunigeranlagen, den "Mikroskopen" der Elementarteilchenphysik, stellen sich die Quarks bis heute als punktfarmige Teilchen dar, ohne innere Struktur und raumliche Ausdehnung.

Klappentext

Einer der grundlegenden und altesten Gedanken in der Ge­ schichte der Physik besteht in der Vermutung, daB die unuber­ sehbare Vielfalt der physikalischen Erscheinungen letzten Endes auf einige wenige Grundbausteine und Krafte reduziert werden .kanne. Heute bildet diese Annahme die Motivation fUr einen Zweig der Physik, der als "Elementarteilchenphysik" bezeichnet wird. Der Laie denkt bei diesem Stichwort im allgemeinen nur an den ersten Aspekt der genannten Idee: an die Reduktion der Materie­ formen auf immer weniger und immer kleinere Grundbausteine. Er erinnert sich, daB aile natlirlich vorkommenden chemischen Verbindungen auf kaum 100 chemische Elemente zuruckzufUh­ ren sind, deren kleinste Einheiten die Atome sind. Die Atome sind durchaus nicht unteilbar und strukturlos, sondern setzen sich aus Kern und Hullenelektronen zusammen. Der Kern seiner­ seits ist aus noch kleineren Bausteinen gefugt, aus Proton en und Neutronen. Elektronen, Protonen und Neutronen sind die gelaufigsten Ver­ treter der Gruppe der Elementarteilchen. Die Elementarteilchen tragen ihren Namen nicht ganz zu recht. Seit etwa zwei Jahr­ zehnten weiB man namlich, daB die meisten von ihnen aus noch kleineren Objekten, den sag. Quarks, aufgebaut sind. Mit den Quarks ist allerdings die vorerst tiefste Strukturschicht der Mate­ rie erreicht. Auch an den graBten Beschleunigeranlagen, den "Mikroskopen" der Elementarteilchenphysik, stellen sich die Quarks bis heute als punktfarmige Teilchen dar, ohne innere Struktur und raumliche Ausdehnung.

Inhalt

1. Einführung.- 2. Was ist das Kraft?.- 3. Gravitation.- 4. Die erste Vereinigung: Elektrizität + Magnetismus = Elektromagnetismus.- 5. Die starke und die schwache Kraft.- 6. Die Welt der Quantenmechanik.- 7. Was ist ein Elementarteilchen?.- 8. Quarks.- 9. Die Struktur der Materie.- 10. Teilchen als Botschafter der Kraft.- 11. Kredit beim Vakuum.- 12. Die elektromagnetische Kraft im Quantenbild.- 13. Die starke Kraft.- 14. Asymptotische Freiheit und Infrarotsklaverei.- 15. Schwache Wechselwirkungen die Natur dreht links!.- 16. Die elektroschwache Kraft oder: y und Z sind Brüder.- 17. Die Entdeckung der W- und Z-Bosonen.- 18. Die große Vereinigung.- 19. Zerfallende Protonen und die Monopole.- 20. Urkraft und Urknall.- 21. Warum gibt es keine Antiweiten?.- 22. Die Welt vom Anfang bis zum Ende.- 23. Schlußbemerkung.- Fachworterklärungen.- Literatur.- Bildquellen.