bauplan kosmosª - DESY - physik.begreifen
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BAUPLAN KOSMOSª Was die Welt zusammenhält 1/10 000 000 1/10 Bausteine der Welt Die Einstein’sche Relativitätstheorie beschreibt die Gravitation perfekt. Alle experimentellen Tests habe dies bisher bestätigt. Noch in den 1930er Jahren kannte man lediglich drei elementare IWPIFGT/CVGTKGDGGKPĀWUUV Diese Theorie ist keine Quantentheorie. An einer Quantentheorie der Gravitation (die es geben muss) wird intensiv geforscht. Bausteine der Materie: Protonen, Neutronen und Elektronen. Später wurden in der kosmischen Strahlung und in Experimenten an Beschleunigern hunderte neuer Teilchen entdeckt. Nach heutigem Wissen sind die elementaren Bausteine die Quarks und die Leptonen. Aus diesen setzen sich alle weiteren, zuvor entdeckten Teilchen und die gesamte Materie zusammen. 1/10 10 -10 m Atom 10 -14 m Atomkern Die Wechselwirkung von Elementarteilchen wird in Quantentheorien durch den Austausch von Teilchen beschrieben, Zerfall und Produktion von Materieteilchen, wie auch Kräfte zwischen ihnen werden durch Austauschteilchen vermittelt. Heute werden drei der vier fundamentalen Kräfte (die elektromagnetische, starke und schwache Kraft) durch Teilchenaustausch mit Quantentheorien beschrieben. Leptonen Gravitation Demnach ist Gravitation eine Eigenschaft der Geometrie von Raum und Zeit. Materie krümmt die Raumzeit, was die Bewe- 1/10 000 10 -9 m Molekül 0,01 m Kristall Materieteilchen > < 1/1000 10 -15 m Proton ve vμ vτ ElektronNeutrino MyonNeutrino TauNeutrino e μ τ Elektron Myon Tauon u c t UpQuark CharmQuark TopQuark Higgs d s b DownQuark StrangeQuark BottomQuark < wird. Je stärker ein Teilchen mit dem Higgs-Feld reagiert, umso mehr Masse hat es und umso leichter kann es das Higgs-Feld in Schwingung versetzen. Diese Schwingungen erzeugen die Higgs-Teilchen, die nach fast 50 Jahren Suche 2012 am CERN entdeckt wurden. γ W Z g Photon W-Boson Z-Boson Gluon Austauschteilchen Gravitationskraft Elektromagnetische Kraft Schwache Kraft Starke Kraft Obwohl die Gravitation die schwächste der vier Kräfte in Photonen sind die Austausch- Die schwache Kraft wird über Gluonen, die Austauschteilchen teilchen der elektromagneti- den Austausch von W- und der Natur ist, ist sie die im All- schen Kraft. Sie wirkt auf alle Z-Bosonen vermittelt. 1983 tag bekannteste. Sie bewirkt die gegenseitige Anziehung von Massen (Gewichtskraft) und den Teilchen, die geladen sind. Als sichtbares Licht sind Photonen jedem bekannt. Die elektroma- wurden Bosonen am CERN entdeckt. Durch Prozesse bei der starken Kraft, wurden 1978 am PETRA-Beschleuniger am DESY entdeckt. Sie wirken wie Zusammenhalt von Planeten- gnetische Kraft erzeugt Phäno- systemen und Galaxien. mene wie Licht, Elektrizität und Klebstoff und halten die Quarks im Proton zusammen. denen die schwache Kraft wirkt, leuchtet die Sonne. Magnetismus. e- Photon e- Beschleuniger | Forschung mit Photonen | Teilchenphysik Deutsches Elektronen-Synchrotron Ein Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft e- d e- u W+-Bosonen 10 -18 m Elektron/Quark Es wird vermutet, dass Masse in der Physik durch das sogenannte Higgs-Feld vermittelt H Quarks 1/100 000 000 000 000 000 000 000 1021 m Galaxie e+ u ve u Gluonen d d
