Die geheimnisvolle Welt der QuantenQuarks&CoVorschauAktuellArchiv

Die Bausteine der Mikrowelt - vom Atom bis zum Quark "atomos" - das Unteilbare Die Idee, dass die ganze Welt aus winzigen Bausteinen aufgebaut ist, klingt nach moderner Physik, ist jedoch nicht neu. Bereits im antiken Griechenland vor 2500 Jahren äußerten die Philosophen Leukipp und sein Schüler Demokrit die Vermutung, dass alle Körper aus winzigen unteilbaren Teilchen aufgebaut seien. Sie nannten diese Teilchen "atomos" nach dem griechischen Wort für "das Unteilbare". Trotz dieser frühen Geburtsstunde dauerte es noch mehr als 2000 Jahre, bis sich die Vorstellung von Atomen Anfang des 19. Jahrhunderts in der Wissenschaft durchsetzten konnte. Das Unteilbare ist doch teilbar Mit der Akzeptanz wuchs jedoch auch das Forschungsinteresse und so war es bereits nach weiteren hundert Jahren um die Unteilbarkeit geschehen. Der Physiker Joseph John Thomson wies 1901 nach, dass Atome aus einer positiv geladenen Masse bestehen, in der punktförmige negative Elektronen stecken, wie die Rosinen im Kuchen. Und nach weiteren zehn Jahren war klar: die Atome bestehen hauptsächlich aus Nichts. Denn die Experimente von Lord Ernest Rutherford zeigten, dass die positive Masse auf einen Kern konzentriert ist, der 100.000 mal kleiner ist als das Atom. Um ihn herum schwirren die Elektronen. Nur zwei Jahre später, 1913, war auch dieses Vorstellung überholt. Inspiriert durch die Theorien von Max Planck und Albert Einstein über die so genannte Quantelung entwickelte Niels Bohr ein Schalenmodell, bei dem sich Elektronen nur noch auf festen Bahnen bewegen dürfen. Modernes Orbitalmodell eines Atoms Doch die sich rasant entwickelnde Quantenphysik ließ auch dieses Modell nicht lange bestehen. Im Jahr 1926 zeigte Erwin Schrödinger, dass sich das Atom am besten beschreiben lässt, wenn man das Elektron nicht als punktförmiges Teilchen ansieht, sondern als Welle. Damit verschwinden die Bahnen und Orte der Elektronen und es bleiben nur Aufenthaltswahrscheinlichkeiten übrig. Der Kern ist spaltbar Doch auch der Atomkern blieb vor Veränderungen nicht verschont. Spätestens mit der Entdeckung des Neutrons im Jahr 1932 hatte auch der Atomkern seine Unteilbarkeit verloren. Es zeigte sich, dass er aus Protonen und Neutronen zusammengesetzt ist und unter bedeutender Energiegewinnung gespalten bzw. fusioniert werden kann. Quarks - die kleinsten Bausteine Der vorerst letzte (gesicherte) Schritt in die immer weitere Teilbarkeit der Welt wurde 1961 mit der Entdeckung der Quarks unternommen. Sowohl Protonen als auch Neutronen sind aus je drei Quarks aufgebaut. Das Neutron aus zwei down-Quarks und einem up-Quarks, das Proton aus einem down-Quark und zwei up-Quarks. Die Quarks haben ihren Namen übrigens nicht von einer Milchspeise. Auf der Suche nach einem geeigneten Namen für diese seltsamen Teilchen wurde der Physiker Gell-Mann in einem Roman von James Joyce fündig: in "Finnegans Wake" werden mit "Quarks" schemenhafte Figuren bezeichnet. Ulrich Grünewald

	2000 Westdeutscher Rundfunk	Sendedatum: 14.11.2000