3. Der "Teilchenzoo"

"Teilchenzoo" ist eine saloppe Bezeichnung für die unglaubliche Vielfalt an beobachteten Teilchen. Zum Leidwesen der Theorie werden gelegentlich noch immer neue Teilchen gefunden. Die Abbildung 2.1 auf der vorherigen Seite gibt bereits einen Überblick über die wichtigsten Vertreter des Teilchenzoos. Alle aufgeführten Teilchen wurden tatsächlich beobachtet und müssen als real existent gelten.

3.1 Wichtige Vertreter des Teilchenzoos

Von Elektronen, Protonen oder Neutronen hat heute jeder Schulabgänger gehört. Elektronen e⁻ bilden die Hülle der Atome, sie bewirken die chemische Bindung und sind Ursache für den elektrischen Strom. Protonen und Neutronen werden von instabilen, radioaktiven Atomkernen emittiert. In simpler Schlussfolgerung erklärt man Protonen und Neutronen zu Bausteinen der Atomkerne, die von den Elektronen "umkreist" werden. Aber auch Atomkerne senden bei ihrem Zerfall Elektronen (und Positronen) aus. Wie erwähnt, werden darüber hinaus bei ihrer Zertrümmerung viele andere Teilchen bzw. Kernbruchstücke beobachtet. Wenn der Bau, die Struktur der Atomkerne und aller beobachteten Teilchen aufgeklärt werden soll, muss also eine genaue Analyse der Bruchstücke und ihrer Eigenschaften vorausgehen. Darauf aufbauend muss eine Rekonstruktion erfolgen, um die wirklichen Strukturen darzustellen.

Die gegenwärtige Physik geht bedauerlicherweise nicht diesen analytischen Weg. Man brütet am Schreibtisch Theorien aus und erfindet immer neue 'theoretisch notwendige Teilchen' zur Erklärung der Realität. Die Experimentalphysik ist dazu degradiert, diese Theorien und Gedankenspiele zu beweisen. Die enorme Lücke zwischen Wunschdenken und Wirklichkeit wird nicht mehr wahrgenommen. In einem Lehrbuch der Teilchenphysik ist beispielsweise zu lesen: "Der einfachste Ausweg wäre die Kapitulation der Experimentalphysiker und das Eingeständnis, daß die Experimente falsch sind."

Tab. 3.1: Für die Strukturanalyse wichtige Vertreter des "Teilchenzoos"

Häufig beobachtete und deshalb wohldefinierte Teilchen des Teilchenzoos. Die Symmetrie der Teilchenwelt ist unübersehbar.

Das Fragezeichen (?) bei den ungeladenen Kaonen deutet auf einen Widerspruch in der gegenwärtigen Teilchenordnung: Hier werden zwei sehr unterschiedliche Teilchen zu Teilchen und Antiteilchen erklärt, obwohl sie in ihren Eigenschaften sehr gut übereinstimmen müssten. Die Analyse zeigt, dass hier ein drittes Teilchen existiert, welches mit den beschränkten Kombinationsmöglichkeiten Quark-Theorie nicht erklärbar ist. Die ungeladenen Kaonen bilden ein Teilchen-Triplett.

Teilchen und Antiteilchen

Die Experimentalphysik stellte sehr schnell fest, dass es zu fast jedem Teilchen ein zweites Teilchen mit genau entgegengesetzten Eigenschaften gibt. So haben beispielsweise geladene Teilchen immer ein spiegelbildliches Teilchen mit entgegengesetzter Ladung. Man bezeichnet diese Teilchen als 'Antiteilchen'. Treffen solche Teilchen aufeinander, so zerfallen sie sofort in Bruchstücke, sie zerlegen sich sozusagen in ihre Einzelteile, wobei große Energimengen frei werden. Die Bruchstücke entstehen aus den Strukturen der Ausgangsteilchen und lassen somit Rückschlüsse zu auf den Bau der zerfallenen Teilchen. Diese Analyse der Teilchenstrukturen ist durchaus mit den Analysemethoden der Chemie vergleichbar: Man zerlegt eine unbekannte Substanz in ihre Elemente, bestimmt Eigenschaften, Massen, Zahlenverhältnisse etc. und rekonstruiert den Bau des unbekannten Stoffes.

Zurück zur Dualität von Teilchen und Antiteilchen. Die Tabelle 3.1 ordnet die Teilchen bereits in Teilchen und Antiteilchen, indem sie nach Ladungen trennt und bei den neutralen Teilchen das Anti-Teilchen benennt, sofern es eines gibt. Welches Teilchen ein 'Anit'-Teilchen ist, wird im Grunde dadurch festgelegt, ob es in "unserer Welt" vorkommt oder nicht. So ist das Positron das Anti-Teilchen des Elektrons. Würde die Materie der Erde, unseres Sonnensystems bzw. der Galaxie entgegengesetzt aufgebaut sein, wäre die Antimaterie die 'normale' Materie.

Hinweis: Auch an dieser Seite wird noch gearbeitet. Es fehlen also einige wichtige Aussagen.