Eine vibrierende Welt... Die Stringtheorie ist eine neue Theorie, die Relativitätstheorie und Quantenmechanik in sich vereinen soll. Sie macht einen radikal neuen Ansatz über den Aufbau von Raum und Materie. Schon sehr lange macht man sich Gedanken darüber, wie die Materie im Innersten aufgebaut ist. Früher dachte man, dass winzig kleine, nicht mehr weiter teilbare Kugeln die Grundbausteine der Materie darstellten, aus ihnen sollte alles andere aufgebaut sein. Die Unteilbarkeit verlieh diesen Teilchen ihren Namen: Atome (gr. atomos: unteilbar). Später entdeckte man dann aber, dass auch die Atome aus noch viel kleineren Teilchen aufgebaut sind, den Elektronen, Neutronen und Protonen. Und es hört nicht auf. Neutronen und Protonen wiederum bestehen aus je 3 Quarks, haben also auch wieder eine innere Struktur (das Elektron scheint keine zu haben). Hört dieses Spiel denn irgendwann einmal auf? Die Stringtheorie sagt: Ja. Nach ihr sind die Grundbausteine unserer Welt allerdings keine festen Teilchen mehr, sondern eindimensionale „Energiefäden“, Strings genannt, die auf ganz besondere Art und Weise hin und her schwingen. |
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Wie Strings funktionieren Also zurück zu den Strings. Ein solch schwingender Energiefaden hat also durchaus etwas mit der Masse zu tun. Aber wie kann man sich einen solchen String vorstellen? Ein oft genommenes Beispiel für einen String ist ein dünner Gummiring. Würde man einen solchen geschickt auf einen leistungsstarken Lautsprecher legen, würde er anfangen zu vibrieren. Aus dem runden und ruhenden Ring wäre ein von kleinen Wellen durchzogener „Zitterring“ geworden. Drehen wir die Bassbox weiter auf, werden auch die Vibrationen im Zitterring stärker. Und größere Vibrationen bzw. mehr Bewegung bedeuten eine höhere Eigenenergie des Gummiringes. Und genau so macht sich auch die Energie in einem String bemerkbar. Strings, die stark schwingen, besitzen mehr Energie, als ihre trägeren, langsamer schwingenden Kameraden. Wir haben ja jetzt gelernt, das jedes Elementarteilchen aus einem String aufgebaut ist. Und je höher die Masse eines solchen Teilchens ist, je mehr Eigenenergie es also besitzt, desto stärker schwingt der String, der dieses Elementarteilchen hervorbringt. Und die Art wie es schwingt, entscheidet dann darüber, was der String letztendlich für ein Teilchen darstellt. Also nochmal kurz: Das Schwingungsmuster des Strings bestimmt die Teilchenart, die Schwingungsstärke die Teilchenmasse. |
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Wie kann man sich diese zusätzlichen Raumdimensionen vorstellen? Man stelle sich vor, im Garten des netten Nachbarn hängt eine Wäscheleine, auf der eine Ameise krabbelt. Von einigen Metern Entfernung sieht man, wie die Ameise entweder in die eine, oder in die andere Richtung krabbeln kann. Die Ameise hat also eine Dimension zum Krabbeln zur Verfügung. Wenn man nun aber in des netten Nachbarn Garten geht, und ganz nahe an die Wäscheleine tritt, sieht man, dass die Ameise nicht nur vor und zurück laufen kann, sondern auch noch um die Wäscheleine herum. Bei näherer Betrachtung erkennt man also, dass da noch eine weitere Dimension ist. Aus der Ferne kann man diese aber nicht sehen, da sie zu klein, bzw. "aufgerollt" ist. Genau so stellt man sich das mit den Zusatz-Dimensionen in der Stringtheorie vor: weil wir bzw. unsere Messgeräte zu groß sind, können wir die kleinen und aufgerollten Dimensionen nicht direkt wahrnehmen. |
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