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Kultur

Stichwort: Elementar-Teilchen

Ab und an taucht ein neues Elementarteilchen auf - zum Beispiel ein Baryon, das aus fünf Quarks besteht, von denen es mehrere Sorten gibt. Wissenschaftler haben mittlerweile einen ganzen Zoo von Teilchen entdeckt.

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Lange galt das Atom als kleinstes Teilchen überhaupt - schließlich bedeutet "atomos" auf Griechisch "unteilbar". Doch das hat sich erledigt. Denn die Wissenschaftler erforschen ständig, was genau denn in und zwischen den Atomen passiert. Und dabei finden sie immer mehr Unterbausteine.

Wichtige Forschungszentren sind unter anderem das europäische Kernforschungszentrum in Genf (CERN), das Fermilab in Chicago und das Deutsche Elektronen Synchrotron (DESY) in Hamburg.

Derzeit gilt das so genannte Standard-Modell. Es besagt, dass sich die Materie aus zwei Gattungen von Elementarteilchen zusammensetzt.

Quarks kommen in sechs Arten vor; die letzte wurde 1995 entdeckt. Bekannt sind vor allem Up-Quarks und Down-Quarks. Sie sind unterschiedlich geladen und sind die Zutaten für die Bestandteile des Atomkerns: Protonen (positiv geladen) und Neutronen (negativ geladen). Teilchen, die aus Quarks zusammengesetzt sind, heißen auch Baryonen.

Leptonen gibt es ebenfalls in sechs Varianten. Dazu gehören das negativ geladene Elektron (das sozusagen in der Atomhülle kreist) sowie ungeladene Neutrinos.

Außerdem gibt es zu jedem dieser Teilchen ein Anti-Teilchen - sozusagen ein Spiegelbild, das genau die entgegengesetzte Ladung trägt. Das erste dieser Art wurde 1931 entdeckt: Das Positron ist das Gegenstück zum Elektron. Allerdings kommt Anti-Materie im Universum unter normalen Umständen nicht vor.

Auch dass die Atomkerne überhaupt halten und die Elektronen nicht davonfliegen, erklären Wissenschaftler mit kleinen Bausteinen: den Austauschteilchen. Sie sollen zum Beispiel verantwortlich sein für elektromagnetische Prozesse. Die Austauschteilchen sind sehr unterschiedlich schwer und verschieden geladen – oder auch ganz ohne Masse und Ladung. Wichtig sind unter anderem Photonen (halten die Elektronen am Atom fest) und Gluonen (kleben den Atomkern zusammen). Angeblich soll auch die Schwerkraft durch solche Austauschteilchen wirken, so genannte Gravitonen. Dass es die gibt, ist aber nicht bewiesen. (reh)

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