6. Auf der Suche nach der neuen Physik

Die U(1)-Drehungen, die zu den Phasenumwandlungen gehören und die im Standardmodell zum B-Boson führen, lassen wir in diesem Bild vereinfacht weg.

Das Bild mit der Kugel kann die wirklichen Verhältnisse bei den Eichsymmetrien leider nur grob veranschaulichen – denken Sie also lieber nicht zu genau darüber nach, sonst fällt Ihnen womöglich auf, dass die Drehungen um die drei Achsen nicht unabhängig voneinander sind. Wenn Sie beispielsweise nacheinander eine halbe Drehung um die x- und die y-Achse durchführen, dann entspricht das einer halben Drehung um die z-Achse. Sie können das mit dem Buch, das Sie gerade in den Händen halten, sofort selbst ausprobieren. Einfach zuklappen und entsprechend zweimal drehen – es ist verblüffend. Aber solche Spitzfindigkeiten wollen wir hier einfach ignorieren.

Das Neutron erwähnt man hier meist nicht extra, da freie Neutronen sowieso mit einer Halbwertszeit von rund zehn Minuten dem Betazerfall unterliegen und über die schwache Wechselwirkung zerfallen. In stabilen Atomkernen sind die Neutronen dagegen durch die Bindungsenergie des Kerns gegen den Betazerfall gefeit und stabil. Falls aber das Proton letztlich nicht stabil ist und zerfällt, so gilt das in gleicher Weise auch für die Neutronen in den Atomkernen.

Dort werden wir im Zusammenhang mit der Supersymmetrie auch die bekannte Grafik sehen, die zeigt, wie sich die Ladungsstärken der drei Wechselwirkungen bei wachsender Energie immer mehr angleichen.

Eigentlich sind es sogar zwei Selektronen und je zwei Squarks, was mit der Zahl der Freiheitsgrade zusammenhängt: Ein Elektron kann aufgrund seines Spins links- oder rechtshändig sein, ein Selektron dagegen nicht, da es Spin 0 hat. Diese Feinheit ist aber für uns hier nicht weiter wichtig.

Bei der Renormierung trennt man rechnerisch das Teilchen von seiner virtuellen Teilchenwolke, die es umgibt. Das Teilchen ohne Wolke ist dann das nackte Teilchen. Die rechnerische Masse des nackten Teilchens ergibt dann zusammen mit dem Masseneinfluss der Wolke die physikalisch messbare Masse des echten Teilchens, das ja untrennbar mit seiner Wolke verbunden ist. Dabei können auch Minuszeichen auftreten, sich also Anteile gegenseitig kompensieren.

Vereinfacht gesprochen liegt das daran, dass Gravitation mit Energie verbunden ist, und Energie wiederum Gravitation hervorruft.

Siehe z. B in der englischen Wikipedia: Anthropic principle, insbesondere 7.4 Dimensions of spacetime.

John Horgan (2014) Physics Titan Still Thinks String Theory Is „On the Right Track“, https://​blogs.​scientificameric​an.​com/​cross-check/​physics-titan-still-thinks-string-theory-is-on-the-right-track/​.

John Horgan (2015) Nobel Laureate Steven Weinberg Still Dreams of Final Theory, https://​blogs.​scientificameric​an.​com/​cross-check/​nobel-laureate-steven-weinberg-still-dreams-of-final-theory/​.