Bis(s) ins Innere des Protons: Ein Science Slam durch die by Boris Lemmer

By Boris Lemmer

„Bei vielen seiner witzigen Ideen, Physik humorvoll zu erklären, struggle ich echt sauer. Ich dachte mir: Warum zum Teufel bin ich da nicht drauf gekommen ...“ Vince Ebert, Diplomphysiker und Komiker ~

Geben Sie's zu, wir alle fragen gerne mal: „Was ist da drin?“. Und einige, die hören mit dem Fragen einfach nicht mehr auf. Sie haken nach, bis es als Antwort nur noch gibt: „Das war’s, kleiner geht’s nicht mehr.“

Da wo's klein wird, wird die Welt plötzlich ganz verrückt: Aus purer Energie werden Teilchen erzeugt. Materieteilchen bekommen Geschwister aus Antimaterie. Teilchen, die es eigentlich gar nicht geben dürfte, entstehen plötzlich aus dem Nichts. Das ist die Welt der Teilchenphysik.

Teilchenphysiker bauen die größten Experimente aller Zeiten, um die kleinsten Teilchen des Universums zu untersuchen. Sie gehen an die Grenzen des technisch Machbaren und überschreiten dabei die Grenzen unserer Länder.

Wer das alles auch so spannend findet wie die Teilchenphysiker selbst, ist herzlich eingeladen, dieses Buch zu lesen. Wer glaubt, dass guy ohne ein Studium in der Teilchenphysik nichts versteht, der auch. Quantenfeldtheorien, Teilchenbeschleuniger, Higgs-Mechanismus und Co werden hier nämlich statt durch fiese Formeln mit Hilfe von Affen, Enten, Igeln, Bibern und anschaulichen Bildern erklärt (die fiesen Formeln gibt's auch ab und zu - aber in Kästen, für die, die's wissen wollen). Und mit Hilfe von verlinkten video clips kann guy dann auch noch direkt eintauchen in die Welt des CERN, des LHC Teilchenbeschleunigers und des ATLAS Experiments. Viel Spaß dabei! *** Über den Autor:

Boris Lemmer magazine Elementarteilchen. Weil er schon immer wissen wollte, woraus die Welt zusammengebaut ist, entschloss er sich zu einem Physikstudium an der Justus-Liebig-Universität Gießen und promoviert zur Zeit an der Georg-August-Universität Göttingen. Er arbeitet am ATLAS-Experiment, einem der beiden großen Allzweckdetektoren am weltgrößten Teilchenbeschleuniger LHC am Forschungszentrum CERN in Genf. Das Jahr 2012 verbrachte er am CERN und feierte mit seinen Kollegen unter anderem die Entdeckung des Higgs-Teilchens. Weil er seine Forschung so spannend findet, erzählt er gerne davon. Am liebsten so, dass es jeder versteht. Forschung zu vermitteln ist sein großes pastime. Daher ist er auch ein großer Fan der technology Slams, bei denen er selbst mehrfach mitmachte und 2011 die deutsche Meisterschaft gewann.

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Das regelt die Gravitationskraft. An sich ist das ein nettes Gleichgewicht, da passiert nix Besonderes . . wenn da nicht die Wellenwahrscheinlichkeit der Protonen wäre. Stellen wir uns mal zwei Protonen vor, die die Sonne zusammendrückt und die von ihrer elektrischen Abstoßung auseinandergedrückt werden (siehe Abb. 13). In der Sonne ist es zwar sehr heiß und die Teilchen damit sehr schnell. Allerdings reicht ihre Energie nicht aus, sie so weit aneinanderzudrücken, dass sie sich berühren bzw. die Starke Kraft wirken kann.

Und wieso heißt das Zeugs Kernenergie? Wir brauchen zunächst einen sehr schweren Atomkern. Uran ist ziemlich schwer. Und das findet man in Uranerzbergwerken. Allerdings haben wir ja schon gelernt, dass es zu einem Element manchmal mehrere verschiedene Isotope geben kann. Also Atomkerne mit unterschiedlicher Masse. Die bekommt man, wenn man ein paar Neutronen mehr an den Kern klebt. 50 Bis(s) ins Innere des Protons Bei Uran (chemisches Symbol: U) gibt’s eine ganze Menge Isotope. Am häufigsten ist dabei 238U.

Die bekannten 28 Bis(s) ins Innere des Protons Formeln und Ideen machen plötzlich keinen Sinn mehr. Man braucht neue Formeln und Modelle: also zurück an den Schreibtisch! Aber was gab es denn nun damals wieder für einen Ärger mit dem Rutherfordschen Atommodell? Der britische Chemiker Francis William Aston beschäftigte sich 1918 mit einem frisch entwickelten Gerät, dem sogenannten Massenspektrometer. Ein schlaues Gerät, denn es kann Objekte nach Massen trennen. Auch solche, die viel zu leicht sind, um sie zu wiegen.

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