Drei amerikanische Physiker fanden heraus, was die Welt im Inneren zusammenhält
Physik-Nobelpreis für Kräfte der Quarks

Drei US-Forscher erhalten in diesem Jahr den Physik-Nobelpreis für ihre Erklärung der Kraft, die die Welt im Innersten zusammenhält. David Gross (63), David Politzer (54) und Frank Wilczek (53) beschrieben die starke Wechselwirkung, die zwischen den kleinsten Teilchen im Atomkern besteht, den Quarks.

STOCKHOLM. Die Starke Wechselwirkung, auch Starke Kraft genannt, ist eine der vier fundamentalen Kräfte der Natur. Das Stockholmer Nobelpreiskomitee würdigte die Leistung der drei US-Physiker als grundlegenden Beitrag zu einem besseren Verständnis des Universums.

Mit ihrer bereits in den siebziger Jahren entstandenen so genannten Quantenchromodynamik-Theorie haben die Wissenschaftler eine entscheidende Erklärung geliefert, mit der man heute nahezu sämtliche Kräfte der Natur unabhängig ihrer Umgebung beschreiben kann. Das gilt für die geringsten Abstände im Atomkern bis zu den enormen Distanzen im Universum. Die Erkenntnisse der diesjährigen Nobelpreisträger seien damit ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer einheitlichen Theorie aller Kräfte, schreibt die Jury in Stockholm. Das Team habe die Physik damit einen Schritt näher an die Erfüllung eines großen Traums heran gebracht: Einer einzigen Weltformel, die alles erklärt.

Die „Quarks“ sind die fundamentalen Bausteine aller Atomkerne, benannt nach schemenhaften Wesen aus dem Roman „Finnegans Wake“ von James Joyce. Die Physiker hatten herausgefunden, dass die Eigenschaften der Quarks von einer der vier fundamentalen Naturkräfte – der Starken Wechselwirkung – bestimmt wird. Die drei weiteren Naturkräfte sind die Schwerkraft (Gravitation), die Äpfel zu Boden fallen lässt, die Elektromagnetische Kraft, auf die unter anderem Magnetismus, Licht und chemische Reaktionen zurückgehen, sowie die Schwache Kraft, die für eine Art des radioaktiven Zerfalls verantwortlich ist.

Die starke Wechselwirkung im Atomkern zwischen den Quarks ist im Prinzip vergleichbar mit einem Gummiband, das sich ausdehnt: Wenn die Quarks nah beieinander sind, ist die Kraft so schwach, dass sich die Quarks wie freie Teilchen verhalten. Die Kraft wird größer, wenn sich die Teilchen voneinander entfernen. Wird das „Gummiband“ zwischen den Quarks zu stark gedehnt und reißt, bilden sich an den gerissenen Enden aus der frei werdenden Energie sofort neue Quarks, die mit den ursprünglichen neue Paare formen. Dieses Phänomen erklärt, warum die Elementarteilchen nie einzeln beobachtet werden konnten.

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