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2017 | Book

„Dawn Patrol“ in Honolulu Read chapter Read first chapter

Neutrinos - die perfekte Welle

Vom Nobelpreis in die Welt von Higgs, Extra-Dimensionen und Zeitreisen

Author: Heinrich Päs

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Dieses Buch handelt von den wohl rätselhaftesten Teilchen des Universums: den Neutrinos. Wie Chamäleons wechseln sie nach den Gesetzen von Quantentheorie und Teilchenphysik ihre Identität. Dabei sind sie nicht wahrnehmbar und kaum nachweisbar und können dennoch entscheidend dazu beitragen, die größten Rätsel des Universums zu entschlüsseln: die Struktur von Raum und Zeit und die Existenz und Vielfältigkeit der materiellen Welt.

Wieso liegt die Natur der Neutrino-Masse immer noch im Dunkeln? Wie stehen die Teilchen zu Higgs, Extradimensionen und Supersymmetrie? Was hat das alles mit Zeitmaschinen zu tun?

Unterhaltsam und allgemeinverständlich nimmt Heinrich Päs den Leser mit auf eine spannende Entdeckungsreise in die Welt der kleinsten Teilchen - eine Geschichte mit Geheimkulten, toten Philosophen, bewusstseinserweiternden Drogen, dem mysteriösen Verschwinden genialer Wissenschaftler, unterirdischen Forschungslaboren und Experimenten in der Arktis – und bleibt dennoch wissenschaftlich korrekt. Der Autor erklärt und spekuliert ganz konkret, wie es weiter gehen könnte mit den Neutrinos, und wie radikal die Nobelpreis-gekrönten Entdeckungen unser Bild vom Universum verändern könnten.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. „Dawn Patrol“ in Honolulu
Zusammenfassung
Als Postdoc hast du den verrücktesten Job auf der Welt. Du promovierst mit allen Ehren an einer angesehenen Universität, und zeitgleich mit der Verleihung des Doktortitels befördern sie dich mit einem Tritt in den Hintern hinaus. Du bewirbst dich in aller Welt und hast keinen blassen Schimmer, auf welchem Kontinent oder in welcher Zeitzone du in ein paar Monaten landest.
Heinrich Päs
Kapitel 2. Eleusis, Platon, Magic Mushrooms
Zusammenfassung
3000 Jahre „Rewind“: Es waren die Griechen, die anfingen, die Welt als Objekt zu betrachten und rational zu analysieren. Die den Grundstein legten für die wissenschaftliche Betrachtung und damit das abendländische Weltbild. Aber es scheint, dass sie auch litten an dieser Trennung von Ich und Welt, von Subjekt und Objekt.
Heinrich Päs
Kapitel 3. Quantenphysik: das Multiversum des Parmenides
Zusammenfassung
Die Geschichte der Quantenphysik beginnt mit einem Jungen, der sich zum Lesen in eine Dachrinne verkrochen hat. Wir befinden uns in München im Jahr 1919, kurz nach dem Ende des Ersten Weltkriegs. Als das Chaos der nachrevolutionären Straßenkämpfe in der Stadt langsam abgeflaut ist, hat der 18-jährige Werner Heisenberg endlich wieder etwas mehr Zeit.
Heinrich Päs
Kapitel 4. Schwarze Punkte auf weißer Fläche: die Teilchenwelt
Zusammenfassung
Physik ist wie Surfen. Oder wie ein LSD-Trip.
Heinrich Päs
Kapitel 5. Jenseits der Wüste: Symmetrien und Vereinheitlichung
Zusammenfassung
40 Jahre lang irrten die Stämme Israels durch die Wüste auf der Flucht vor Sklaverei und Völkermord im alten Ägypten, bevor Moses sie in das gelobte Land führte. Endlich angekommen am Ufer des Jordan bestieg er den Berg Nebo und warf, bevor er starb, einen letzten Blick auf das Land, in das seine Nachkommen ziehen sollten: „ein gutes und weites Land“, in dem Wein, Feigen und Granatäpfel üppig wuchsen, „darin Milch und Honig fließt“.
Heinrich Päs
Kapitel 6. Von der Symmetriebrechung zur Supersymmetrie
Zusammenfassung
SupersymmetrieWoher kommt die Vielfalt in der Welt, die unendliche Komplexität unserer Umwelt, wenn doch alles aus einem Urteilchen zusammengesetzt und von einer Urkraft zusammengehalten sein soll? Das Konzept, das dieses Problem löste, stammt eigentlich aus der Festkörperphysik und erinnert an die alte irische Sage vom Göttervater Lir (so gefunden in der Beschreibung des Klavierstücks „Voice of Lir“ des US-amerikanischen Komponisten Henry Cowell).
Heinrich Päs
Kapitel 7. Geburt eines Outlaws: das Neutrino
Zusammenfassung
Unter allen bekannten Elementarteilchen ist das Neutrino mit Sicherheit das exotischste: Obwohl in jeder Sekunde 60 Mrd. Neutrinos durch jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche – und jedes menschlichen oder sonstigen Körpers – strömen, durchdringen sie uns, ja sogar das ganze Erdinnere, ohne eine Spur zu hinterlassen, als wären wir und die Erde Luft.
Heinrich Päs
Kapitel 8. Kernzerfälle tausend Meter unter der Erde
Zusammenfassung
In diese Welt der Verrückten, Träumer und Visionäre, dieses heterogene Häuflein von Kern-, Teilchen- und Astrophysikern, von Chemikern und Ingenieuren, die sich jenseits der Grenzen ihrer angestammten Gebiete der Suche nach dem Neutrino widmeten, wurde ich 1994 hineinkatapultiert. Im Herbst dieses Jahres hatte ich meine Diplomprüfungen mehr schlecht als recht hinter mich gebracht und war jetzt auf der Suche nach einer interessanten Diplomarbeit.
Heinrich Päs
Kapitel 9. Die neue Physik fällt vom Himmel
Zusammenfassung
Das Experiment war zweifellos ein Monster. Tausend Meter tief im Gestein unter einem heiligen Berg in Japan spähen mehr als 10.000 tote elektronische Augen in einen Tank, der mit jeweils 40 m so breit wie ein Ballsaal und so hoch wie ein zehngeschossiges Hochhaus ist, gefüllt mit 50.000 t ultrareinen Wassers (Abb. 9.1). Was diese Augen suchen, sind bläuliche Lichtblitze.
Heinrich Päs
Kapitel 10. Kosmische Verbindungen
Zusammenfassung
War es vielleicht der Taubendreck? Der dieses verfluchte Rauschen verursachte, das aus allen Richtungen zu kommen schien? Der die geplante Messung der galaktischen Mikrowellenstrahlung durch die zwei Radioastronomen Arno Penzias und Robert Wilson vor ernsthafte Probleme stellte?
Heinrich Päs
Kapitel 11. Neutrinos als Schlüssel zum Universum
Zusammenfassung
In der Dortmunder Kneipe „Kraftstoff“ ist das Klo mit einem Superheldencomic tapeziert, in dem der Held mit sorgenvoller Miene verkündet: „Ich suche einen sehr seltenen Schlüssel, geformt aus feinstem Kristall und versteckt in einer tiefen Gruft“.
Heinrich Päs
Kapitel 12. Extra-Dimensionen, Strings und Branes
Zusammenfassung
Die San Francisco Bay Area ist ein magischer Ort. Wie ein Stahl gewordenes Symbol und eine Projektionsfläche für Träume wölbt sich die Golden Gate Bridge in leuchtendem Rot über den Eingang der Bucht (Abb. 12.1). Ein Platz, der im Laufe der Jahre Goldgräber, Beat-Dichter, Hippies, Schwule, Computer-Geeks, Spinner und Kreative jeglicher Couleur unwiderstehlich angezogen hat.
Heinrich Päs
Kapitel 13. Einsteins Erbe: Was ist Zeit?
Zusammenfassung
Warum läuft die Zeit immer vorwärts, aber niemals rückwärts – oder im Kreis? Wäre auch das Gegenteil möglich? Ist es möglich, Nachrichten in die Vergangenheit zu senden oder gar selbst zurück in der Zeit zu reisen? Dass Physiker überhaupt ernsthaft über die Möglichkeiten von Zeitreisen diskutieren, hängt mit Albert Einsteins Relativitätstheorie zusammen.
Heinrich Päs
Kapitel 14. Wie baut man eine Zeitmaschine?
Zusammenfassung
Mit dem Geschenk, das Albert Einstein zu seinem 70. Geburtstag von seinem Freund Kurt bekam, hatte sicher niemand gerechnet. Am allerwenigsten Einstein selbst.
Heinrich Päs
Kapitel 15. Gegen Hawking und die „Timekeepers“
Zusammenfassung
Meinen ersten Postdoc-Job hatte ich in Nashville, der „Music City“ in den USA. Einer der Fixpunkte des Dreiecks aus Memphis, New Orleans und eben Nashville, aus dem so ziemlich alles stammt, was in Amerika an Blues, Jazz, Country, Folk und Rock hervorgebracht wurde. Wenn man dort das Radio andreht, handelt jeder dritte Song von einer der drei Städte, dem Mississippi, dem Tennessee River, den weiten Ebenen Alabamas und den Highways dazwischen.
Heinrich Päs
Kapitel 16. Hinein in die Wildnis der Teraskala …
Zusammenfassung
Seit dem 3. Juni 2015 produziert der LHC – die größte von Menschenhand erbaute Maschine aller Zeiten ‒ Teilchenkollisionen mit 13 TeV Schwerpunktsenergie.
Heinrich Päs
Kapitel 17. … und darüber hinaus!
Zusammenfassung
Allein das Entdeckungspotenzial des LHC wird die nächsten Jahre zu einer der spannendsten Epochen in der Geschichte der Teilchenphysik überhaupt machen, auch im Hinblick auf Neutrinos. Aber parallel dazu gibt es auch in der Neutrinophysik selbst aufregende neue Projekte.
Heinrich Päs
Kapitel 18. Epilog: Major Tom und der singende Sokrates
Zusammenfassung
Als ich zehn Jahre alt war, waren alle Jungs in meiner Klasse Tanzmuffel. Das einzige Lied, das bei Schulfesten wirklich jeden auf die Tanzfläche trieb, war „Major Tom“ von Peter Schilling. Irgendwie konnten wir uns wohl alle identifizieren mit der traurigen Geschichte von dem einsamen Astronauten, dessen Raumschiff plötzlich die geplante Bahn verlässt und „völlig losgelöst“ – wie ein zeitgenössischer Ikarus – einem geheimnisvollen Licht folgend in den todbringenden Weiten des unermesslichen Alls verschwindet.
Heinrich Päs
Backmatter
Metadata
Title
Neutrinos - die perfekte Welle
Author
Heinrich Päs
Copyright Year
2017
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-49946-7
Print ISBN
978-3-662-49945-0
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-49946-7

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