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| CERN - Europäisches Kernforschungszentrum |
| Teilchen- und Quantenphysik: Grundbausteine der Materie |
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Die sichtbare Materie besteht aus drei verschiedenen Teilchen: Up-Quarks, Down-Quarks und Elektronen. All diese Teilchen haben eine Masse. Das Standarderklärungsmodell der Materie beruht auf masselosen Teilchen. Die Annahme kann nicht richtig sein, denn ohne die Masse würden alle Teilchen auseinanderfliegen.
Nach der Theorie des Physiker Peter Higgs ist das Universum mit einer Art "Quantensirup" gefüllt, dem Higgs-Feld. Dieser Quantensirup bremst die durch ihn fliegenden Teilchen, er zieht praktisch an ihnen.
| Standardmodell der Physik |
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Das bisher anerkannte Standardmodell der Elementarteilchen, mit welchem der Aufbau der Materie beschrieben wird, umfasst zwölf Teilchen, drei von vier Naturkräfte sowie das Higgs-Teilchen. Mit dem Standardmodell lassen sich allerdings Phänomene im Universum wie die «dunkle Materie» nicht beschreiben. Diese Schwachstellen im theoretischen Aufbau des Standardmodells deuten darauf hin, dass im Bezug auf das Modell möglicherweise Wissenslücken bestehen. Die Grundlagenforschung der Teilchenphysik verfolgt das Ziel, mit Forschungsarbeiten das fehlende Wissen zu erarbeiten.
Im Datenmaterial einer im März 2021 veröffentlichten Arbeit von Forscherinnen und Forschern mit dem Dedektor LCHb am Teilchenbeschleuniger LHC deuten sich Abweichungen vom Standardmodell an.
Das Myon gilt als schwerer Bruder des Elektrons; es gleicht ihm zwar, ist aber rund 200-mal schwerer. Ein Myon ist viel stärker an den Atomkern gebunden als ein Elektron und umkreist diesen in viel engeren Bahnen. Ein Myon kann sich - im Vergleich zu Elektronen - mit sehr viel höherer Wahrscheinlichkeit auch im Kern selber aufhalten. (Quelle: Universität Main 2021)
Das Standardmodell der Teilchenphysik, eben jene physikalische Theorie, die das Verhalten der Teilchen und Kräfte beschreibt, sagt voraus, dass sich Teilchen mit gleichen Eigenschaften auch gleich verhalten sollten. Teilchen mit gleichen Eigenschaften werden in eine Familie eingeordnet. So gehören zur Familie des Elektrons Teilchen namens Myon und Tau, deren einziger Unterschied in ihrer Masse liegt.
Laut Standardmodell sollten Myon und Tau, also die schweren Partner des Elektrons, sich genauso wie das Elektron verhalten. Dieses identische Verhalten der Teilchen, die alle zur Gruppe der Leptonen gehören, nennt sich Lepton-Universalität. (Quelle: Weltmaschine 2021)
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Dunkle Materie
95 Prozent der bisher gewonnenen Erkenntnissen der Kosmologie bilden so genannte Dunkle Energie und Dunkle Materie, deren physikalische Natur bislang völlig ungeklärt ist. Die Dunkle Energie erfüllt das Universum homogen und bewirkt, dass es beschleunigt expandiert. Die Dunkle Materie macht sich bei vielen astrophysikalischen Beobachtungen durch ihre Schwerkraftwirkung bemerkbar. |
| Quelle: Karlsruhe Institute of Technology |
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