Die Welt von heute
Wir leben in einer modernen, technischen, naturwissenschaftlich geprägten Welt. Die Bedeutung der Religionen nimmt zwar immer mehr zu, aber in gleichem Maße wird die Welt an sich immer technischer. Der Fortschritt der IT-Branche erfolgt in einer noch nie dagewesenen Geschwindigkeit und die Menschen folgen dieser Entwicklung, ob sie wollen oder nicht.
Umso mehr schockiert es mich, wenn ich feststellen muss, dass die meisten Menschen ein naturwissenschaftliches Weltbild haben, das vor etwa 100 Jahren aktuell war. Und dieses Weltbild ist leider auch ziemlich materialistisch orientiert.
Nun kann man nicht von allen Leuten verlangen, sich in die Tiefen der Physik zu versenken, die die materialistische Denkweise schon ziemlich verlassen hat (Wahrscheinlichkeitsamplituden, virtuelle Teilchen, 11-dimensionale Räume, etc.). Aber sich die Welt und insbesondere das Atom wie ein Planetensystem vorzustellen, ist schon seit etwa 100 Jahren nicht mehr Stand der Dinge.
Es gab eine Zeit, in der das vielleicht noch zu entschuldigen war, als die Teilchenphysiker fast monatlich neue Teilchen in ihren Beschleunigern entdeckten und langsam die Namen für diese Teilchen ausgingen. Wann immer die Energie in diesen Beschleunigern auf engstem Raum komprimiert wurde (hohe Energiedichte) manifestierten sich völlig neue und unbekannte Teilchen.
Seit Aufstellung des Standardmodells der Physik, Ende der 1960er, ist dies aber vorbei. D.h. es manifestieren sich bei hoher Energiedichte zwar immer noch Teilchen. Diese Teilchen sind aber nicht unbedingt elementar, sondern sind aus kleinen, fundamentalen Bausteinen zusammengesetzt. Diese fundamentalen Bausteine sind Grundlage des sogenannten Standardmodells der Physik. Und diese Bausteine sind nicht das Proton oder das Neutron. Das war einmal...
Die neuen fundamentalen Teilchen sind zwar ein wenig zahlreicher, aber sie sind deutlich überschaubar und man kann nicht mehr von einem Teilchenzoo sprechen, wie das in der Mitte des 20. Jahrhunderts der Fall war.
Ich möchte daher in diesem Blog in aller Kürze die Teilchen des Standardmodells aufzählen, damit die etwas moderneren Leser beim nächsten Smalltalk auf der Party mit modernen Weltbildern glänzen können.
Zunächst werden alle Teilchen in 2 Gruppen eingeteilt:
Man ahnt es schon: Die Bosonen besitzen einen ganzzahligen Spin (0,1,2,...)
Die Fermionen kann man ebenfalls in zwei Gruppen unterteilen, den Leptonen und den Quarks. An Leptonen gibt es erstmal (warum erstmal? Antwort kommt gleich) das Elektron und das sogenannte Elektronneutrino (kurz: Neutrino). An Quarks gibt es das up-Quark und das down-Quark. Aus 3 Quarks werden jeweils das Proton (p=uud) und das Neutron (n=udd) gebildet, die daher nicht mehr (im Gegensatz zum Elektron) als fundamentale Teilchen gelten können. Das war's auch (erstmal) schon bei den Fermionen.
Bei den Bosonen sieht es (erstmal) ähnlich einfach aus: Es gibt das Photon, das W+ Boson, das Z0 Boson und das W- Boson und das Gluon.
Vorhin hatte ich gesagt, dass Fermionen gewöhnlich von uns als richtige Teilchen gesehen werden; das liegt daran, dass die Bosonen nur die Wechselwirkung zwischen diesen gewöhnlichen Teilchen übertragen; sie sind sozusagen Klebeteilchen und diese Klebeteilchen können nur gewisse gewöhnliche Teilchen verkleben. [Für den neugierigen Leser: die Bosonen sind sozusagen Quanten eines Feldes, auf das die jeweiligen Fermionen reagieren können]
Das Photon vermittelt die elektromagnetische Kraft, das sogenannte Vektorboson (W+,Z0,W-) vermittelt die sogenannte schwache Kraft und das Gluon vermittelt die starke Kraft. Es gibt zwar noch die Gravitationskraft als weitere Kraft, aber die Physiker besitzen zur Zeit nicht den blassesten Schimmer, wie diese irgendwo ins Standardmodell einzuordnen ist.
Ok, das war's auch schon (erstmal). Das kann man sich doch für ein modernes Weltmodell und die entsprechende Bewunderung auf Smalltalk-Partys merken, oder?
Und falls Ihnen mal ein Mensch auf so einer Party begegnet (im folgenden der vorwitzige Party-Besucher), der dieses Blog vielleicht auch gelesen hat und der Ihnen die Show stehlen möchte: Fragen Sie Ihn dann doch einfach: warum denn immer dieses (erstmal) mitgenommen wurde?
Ab hier sollten dann nur Sie weiterlesen, nicht dieser vorwitzige Party-Besucher!
Das (erstmal) kommt daher, dass das nicht die ganze schöne Wahrheit ist, sondern das Ganze noch ein wenig erweitert werden muss. Also, zum einen gibt es die Antimaterie: Jedes bisher (und in Zukunft) erwähnte Teilchen besitzt einen Zwilling, der mit dem Teilchen in all seinen Eigenschaften identisch ist, bis auf die gegensätzliche elektrische Ladung. Teilchen ohne elektrische Ladung (wie z.B. das Photon) sind dann konsequenterweise ihre eigenen Antiteilchen. Damit haben Sie eindeutig den vorwitzigen Party-Besucher in seine Schranken verwiesen, weil Sie auf einen Schlag die Anzahl der gewußten Elementarteilchen verdoppeln konnten. :-)
Aber halt! Bis hier hätte der vorwitzige Party-Besucher ja auch lesen können und er hätte Ihnen das schon einfach vorwegnehmen können. Um etwas dagegen zu setzen, hat Ihnen die Natur natürlich noch eine Jokerkarte zur Verfügung gestellt: Die aufgezählten Teilchen bei den Fermionen sind nur Mitglieder einer Familie von insgesamt drei Familien. Das heisst es gibt noch zwei ähnliche Familien von Teilchen, die bis auf ihre Masse sonst gleiche Eigenschaften besitzen. Für die Fermionen kommen also zum Elektron und Elektronneutrino noch die zwei Familien Myon und Myonneutrino und Tau und Tauneutrino hinzu, natürlich jeweils mit ihren Antiteilchen. Und zum up- und down-Quark gesellen sich noch das charme- und strange-Quark und das top- und bottom-Quark hinzu.
Sie haben also die Anzahl der Teilchen jetzt nicht nur verdoppeln, sondern die Anzahl der Fermionen gleich verdreifachen können!!
Jetzt können Sie erstmal einen Schritt zurücktreten, langsam am Glas nuckeln, das auf diesen Partys ja immer in der Hand zu halten ist, sonst würden die Arme affengleich vom Körper baumeln, und mit Ihrem Blick in andere Sphären gleiten...
Wenn jetzt der vorwitzige Party-Besucher noch immer nicht aufgeben will und anfängt über die Masse zu zetern, die die Teilchen besitzen und die vermeintlich blöde Frage in den Raum stellt "Warum haben denn die Fermionen in den Familien alle verschiedene Massen und warum haben Sie überhaupt Masse?" wird es doch langsam knifflig für Sie.
Sie können nur hoffen, dass der vorwitzige Party-Besucher sich jetzt nicht selbst seine rethorische Frage beantwortet,
'Tja, es gebe eben noch ein weiteres Teilchen, das sogenannte Higgs-Boson, dass sozusagen der Überträger des Massefeldes sei. Es sei leider noch nicht beobachtet worden, weil es sehr, sehr massereich sei und in den Beschleunigern die Energiedichte bisher noch nicht ausreiche, um es erscheinen zu lassen, aber die Physiker seien sich sicher, dass sie es bald finden würden.'
Damit hätte er dann die endgültige, also finale, Verwirrung bei den übrigen Party-Gästen erzeugt, um ihn ein für allemal in den Olymp der Party-Physiker eingehen zu lassen.
Das wäre es dann für Sie, Sie Möchtegern-Guru ;-)
Ein Schuss in den Ofen!
Sie Angeber!
Wer hat Sie überhaupt eingeladen...!
Aber ich will ja nicht unbarmherzig sein :-): Antworten Sie dann einfach folgendes:
'Ja, ja (Stimme muss beiläufig klingen!)
die Physiker vermuten ja stark, dass es zu jedem Fermion ein Teilchen gibt, dass bis auf den Spin identisch ist und den Spin eines Bosons besitzt, und dass es zu jedem Boson ein sonst identisches Teilchen als Fermion gibt, man nennt sie die sogenannten Superpartner oder auch Steilchen (aufgrund einer sogenannten Symmetriebrechung der Supersymmetrie). Man hätte dann die Anzahl der fundamentalen Teilchen wieder verdoppelt. Aber das ist noch Zukunftsmusik und noch nicht bewiesen...'
Das sollte genügen!
Das gehört allerdings nicht mehr zum gesicherten Standardmodell und weist ein wenig über das moderne Weltmodell hinaus, aber man sollte schon das letzte Wort haben! ;-)
Wenn er das dann noch wirklich toppen kann, dann rate ich Ihnen, sich unauffällig zurückzuziehen ("Ich habe noch einen dringenden Termin...") oder fragen sie ihn einfach, wo er denn Physik studiert hätte und fragen ihn nach Anekdoten aus seiner Studienzeit und sie haben damit geschickt das Thema gewechselt...;-)
Umso mehr schockiert es mich, wenn ich feststellen muss, dass die meisten Menschen ein naturwissenschaftliches Weltbild haben, das vor etwa 100 Jahren aktuell war. Und dieses Weltbild ist leider auch ziemlich materialistisch orientiert.
Nun kann man nicht von allen Leuten verlangen, sich in die Tiefen der Physik zu versenken, die die materialistische Denkweise schon ziemlich verlassen hat (Wahrscheinlichkeitsamplituden, virtuelle Teilchen, 11-dimensionale Räume, etc.). Aber sich die Welt und insbesondere das Atom wie ein Planetensystem vorzustellen, ist schon seit etwa 100 Jahren nicht mehr Stand der Dinge.
Es gab eine Zeit, in der das vielleicht noch zu entschuldigen war, als die Teilchenphysiker fast monatlich neue Teilchen in ihren Beschleunigern entdeckten und langsam die Namen für diese Teilchen ausgingen. Wann immer die Energie in diesen Beschleunigern auf engstem Raum komprimiert wurde (hohe Energiedichte) manifestierten sich völlig neue und unbekannte Teilchen.
Seit Aufstellung des Standardmodells der Physik, Ende der 1960er, ist dies aber vorbei. D.h. es manifestieren sich bei hoher Energiedichte zwar immer noch Teilchen. Diese Teilchen sind aber nicht unbedingt elementar, sondern sind aus kleinen, fundamentalen Bausteinen zusammengesetzt. Diese fundamentalen Bausteine sind Grundlage des sogenannten Standardmodells der Physik. Und diese Bausteine sind nicht das Proton oder das Neutron. Das war einmal...
Die neuen fundamentalen Teilchen sind zwar ein wenig zahlreicher, aber sie sind deutlich überschaubar und man kann nicht mehr von einem Teilchenzoo sprechen, wie das in der Mitte des 20. Jahrhunderts der Fall war.
Ich möchte daher in diesem Blog in aller Kürze die Teilchen des Standardmodells aufzählen, damit die etwas moderneren Leser beim nächsten Smalltalk auf der Party mit modernen Weltbildern glänzen können.
Zunächst werden alle Teilchen in 2 Gruppen eingeteilt:
- Fermionen
- Bosonen
Man ahnt es schon: Die Bosonen besitzen einen ganzzahligen Spin (0,1,2,...)
Die Fermionen kann man ebenfalls in zwei Gruppen unterteilen, den Leptonen und den Quarks. An Leptonen gibt es erstmal (warum erstmal? Antwort kommt gleich) das Elektron und das sogenannte Elektronneutrino (kurz: Neutrino). An Quarks gibt es das up-Quark und das down-Quark. Aus 3 Quarks werden jeweils das Proton (p=uud) und das Neutron (n=udd) gebildet, die daher nicht mehr (im Gegensatz zum Elektron) als fundamentale Teilchen gelten können. Das war's auch (erstmal) schon bei den Fermionen.
Bei den Bosonen sieht es (erstmal) ähnlich einfach aus: Es gibt das Photon, das W+ Boson, das Z0 Boson und das W- Boson und das Gluon.
Vorhin hatte ich gesagt, dass Fermionen gewöhnlich von uns als richtige Teilchen gesehen werden; das liegt daran, dass die Bosonen nur die Wechselwirkung zwischen diesen gewöhnlichen Teilchen übertragen; sie sind sozusagen Klebeteilchen und diese Klebeteilchen können nur gewisse gewöhnliche Teilchen verkleben. [Für den neugierigen Leser: die Bosonen sind sozusagen Quanten eines Feldes, auf das die jeweiligen Fermionen reagieren können]
Das Photon vermittelt die elektromagnetische Kraft, das sogenannte Vektorboson (W+,Z0,W-) vermittelt die sogenannte schwache Kraft und das Gluon vermittelt die starke Kraft. Es gibt zwar noch die Gravitationskraft als weitere Kraft, aber die Physiker besitzen zur Zeit nicht den blassesten Schimmer, wie diese irgendwo ins Standardmodell einzuordnen ist.
Ok, das war's auch schon (erstmal). Das kann man sich doch für ein modernes Weltmodell und die entsprechende Bewunderung auf Smalltalk-Partys merken, oder?
Und falls Ihnen mal ein Mensch auf so einer Party begegnet (im folgenden der vorwitzige Party-Besucher), der dieses Blog vielleicht auch gelesen hat und der Ihnen die Show stehlen möchte: Fragen Sie Ihn dann doch einfach: warum denn immer dieses (erstmal) mitgenommen wurde?
Ab hier sollten dann nur Sie weiterlesen, nicht dieser vorwitzige Party-Besucher!
Das (erstmal) kommt daher, dass das nicht die ganze schöne Wahrheit ist, sondern das Ganze noch ein wenig erweitert werden muss. Also, zum einen gibt es die Antimaterie: Jedes bisher (und in Zukunft) erwähnte Teilchen besitzt einen Zwilling, der mit dem Teilchen in all seinen Eigenschaften identisch ist, bis auf die gegensätzliche elektrische Ladung. Teilchen ohne elektrische Ladung (wie z.B. das Photon) sind dann konsequenterweise ihre eigenen Antiteilchen. Damit haben Sie eindeutig den vorwitzigen Party-Besucher in seine Schranken verwiesen, weil Sie auf einen Schlag die Anzahl der gewußten Elementarteilchen verdoppeln konnten. :-)
Aber halt! Bis hier hätte der vorwitzige Party-Besucher ja auch lesen können und er hätte Ihnen das schon einfach vorwegnehmen können. Um etwas dagegen zu setzen, hat Ihnen die Natur natürlich noch eine Jokerkarte zur Verfügung gestellt: Die aufgezählten Teilchen bei den Fermionen sind nur Mitglieder einer Familie von insgesamt drei Familien. Das heisst es gibt noch zwei ähnliche Familien von Teilchen, die bis auf ihre Masse sonst gleiche Eigenschaften besitzen. Für die Fermionen kommen also zum Elektron und Elektronneutrino noch die zwei Familien Myon und Myonneutrino und Tau und Tauneutrino hinzu, natürlich jeweils mit ihren Antiteilchen. Und zum up- und down-Quark gesellen sich noch das charme- und strange-Quark und das top- und bottom-Quark hinzu.
Sie haben also die Anzahl der Teilchen jetzt nicht nur verdoppeln, sondern die Anzahl der Fermionen gleich verdreifachen können!!
Jetzt können Sie erstmal einen Schritt zurücktreten, langsam am Glas nuckeln, das auf diesen Partys ja immer in der Hand zu halten ist, sonst würden die Arme affengleich vom Körper baumeln, und mit Ihrem Blick in andere Sphären gleiten...
Wenn jetzt der vorwitzige Party-Besucher noch immer nicht aufgeben will und anfängt über die Masse zu zetern, die die Teilchen besitzen und die vermeintlich blöde Frage in den Raum stellt "Warum haben denn die Fermionen in den Familien alle verschiedene Massen und warum haben Sie überhaupt Masse?" wird es doch langsam knifflig für Sie.
Sie können nur hoffen, dass der vorwitzige Party-Besucher sich jetzt nicht selbst seine rethorische Frage beantwortet,
'Tja, es gebe eben noch ein weiteres Teilchen, das sogenannte Higgs-Boson, dass sozusagen der Überträger des Massefeldes sei. Es sei leider noch nicht beobachtet worden, weil es sehr, sehr massereich sei und in den Beschleunigern die Energiedichte bisher noch nicht ausreiche, um es erscheinen zu lassen, aber die Physiker seien sich sicher, dass sie es bald finden würden.'
Damit hätte er dann die endgültige, also finale, Verwirrung bei den übrigen Party-Gästen erzeugt, um ihn ein für allemal in den Olymp der Party-Physiker eingehen zu lassen.
Das wäre es dann für Sie, Sie Möchtegern-Guru ;-)
Ein Schuss in den Ofen!
Sie Angeber!
Wer hat Sie überhaupt eingeladen...!
Aber ich will ja nicht unbarmherzig sein :-): Antworten Sie dann einfach folgendes:
'Ja, ja (Stimme muss beiläufig klingen!)
die Physiker vermuten ja stark, dass es zu jedem Fermion ein Teilchen gibt, dass bis auf den Spin identisch ist und den Spin eines Bosons besitzt, und dass es zu jedem Boson ein sonst identisches Teilchen als Fermion gibt, man nennt sie die sogenannten Superpartner oder auch Steilchen (aufgrund einer sogenannten Symmetriebrechung der Supersymmetrie). Man hätte dann die Anzahl der fundamentalen Teilchen wieder verdoppelt. Aber das ist noch Zukunftsmusik und noch nicht bewiesen...'
Das sollte genügen!
Das gehört allerdings nicht mehr zum gesicherten Standardmodell und weist ein wenig über das moderne Weltmodell hinaus, aber man sollte schon das letzte Wort haben! ;-)
Wenn er das dann noch wirklich toppen kann, dann rate ich Ihnen, sich unauffällig zurückzuziehen ("Ich habe noch einen dringenden Termin...") oder fragen sie ihn einfach, wo er denn Physik studiert hätte und fragen ihn nach Anekdoten aus seiner Studienzeit und sie haben damit geschickt das Thema gewechselt...;-)
posted by Geronimo at Dienstag, November 14, 2006
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