Institut für Theoretische Physik
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Zwischen diesen Teilchen wirken vier verschiedene Arten von Kräften. Neben der Schwerkraft, die im atomaren Bereich keine große Rolle spielt, sind dies die elektromagnetischen Kräfte, die sogenannte schwache und die starke Wechselwirkung. Die beiden letzteren sind für Vorgänge im Bereich der Atomkerne und Elementarteilchen verantwortlich, z. B. für Radioaktivität und Kernfusion.
Die fundamentalen Teilchen und ihre Wechselwirkungen (außer der Schwerkraft) werden theoretisch beschrieben durch das "Standardmodell" der Elementarteilchenphysik. Es wurde in den Siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts formuliert und steht fast ausnahmslos in Einklang mit den unzähligen experimentellen Befunden der Teilchenphysik. Das Standardmodell genügt den Prinzipien der Quantentheorie und der Relativitätstheorie und ist ein Beispiel für eine "Quantenfeldtheorie".
Im Standardmodell werden die Kräfte zwischen Materieteilchen durch verschiedene Botenteilchen übertragen. Ein Beispiel sind die "Feldquanten" des elektromagnetischen Kraftfeldes, die identisch mit den Lichtquanten, den Photonen, sind.
Ähnliche Methoden lassen sich verwenden, um im zweiten Teilbereich des Standardmodells, der vereinheitlichten Theorie der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkungen, die Phänomene der sogenannten "spontanen Massenbildung" und "spontanen Symmetriebrechung" zu untersuchen. Hierbei handelt es sich um das Problem, dass in den Feldgleichungen der Theorie zunächst keine Massen vorkommen, die Lösungen dieser Gleichungen - die beobachteten schwach wechselwirkenden Elementarteilchen, mit Ausnahme des massel osen Lichtquants - aber gewissermaßen auf eigene Faust solche Massen ausbilden. Ebenso kann es vorkommen, dass die Bewegungsgleichungen gewisse Symmetrien aufweisen, die zur mathematischen Schönheit dieser Theorien wesentlich beitragen, dass aber die in der Natur realisierten Lösungen der Gleichungen diese Symmetrien teilweise spontan "brechen", d.h. verlieren. Auch diese Vorgänge lassen sich mit den genannten systematischen Näherungsmethoden mathematisch modellieren und studieren.
Pressemitteilung (September 2004):
Physiker Prof. Dr. Manfred Stingl wurde 65 Jahre alt