Photogalerie „Die Essenz der Dinge“

Die Quantenphysik enthüllt eine grundlegende Einheit des Universums. Sie zeigt uns, daß wir die Welt nicht in unabhängig voneinander existierende kleinste Einheiten zerlegen können. Wenn wir in die Tiefe der Materie vorstoßen, zeigt uns die Natur keine isolierten Grundbausteine, sondern erscheint vielmehr als kompliziertes Netz von Verbindungen zwischen den verschiedenen Teilen des Ganzen.

Diese Ideen stehen am Beginn der neuen quantenphysikalischen Weltsicht. Der Mikrokosmos und in der Tat das ganze Universum können ihr zufolge als eine weite Arena miteinander wechselwirkender Felder verstanden werden. Zuvor stellten sich die Physiker die Welt als in Materie und Energie geteilt vor. Die Materie residierte in den Partikeln und die Energie in den Feldern, die mit den Partikeln interagierten und sie zu Bewegungen anregten. Aber nun war die Vereinheitlichung geschaffen. Die Dualismen von Energie und Materie bzw. Partikel und Feld waren aufgelöst und alles konnte als sich gegenseitig beeinflussende Quantenfelder verstanden werden. Das bedeutet wirklich alle festen Strukturen im Raum inklusive uns selbst. Auch wir Menschen sind Teil der Gesamtheit. – Ein enormer Schritt, der ultimative Triumph in unserem Versuch, die Realität zu verstehen, denn von nun an stand nichts mehr hinter den materiellen Phänomenen außer der Umwandlung und Organisation der Felder. Das ist alles, was es da draußen gibt!
Basierend auf einem gedanklichen Bild, das Heinz Pagels in The Cosmic Code (9) entworfen hat, können wir uns diese Felder wie folgt vorstellen:
Beginnen Sie mit einer normalen Stahlfeder und stellen Sie sich vor, sie würde frei im Raum schweben. Setzen Sie solange weitere solche Federn aneinander, bis das Gitter den gesamten dreidimensionalen Raum ausfüllt. Dies ist die unendliche 3D-Matratze und als Struktur repräsentiert sie in unserer Analogie das Quantenfeld. Wir wollen annehmen, daß es das Elektronenfeld ist. Wenn eine einzelne Feder des Gitters berührt wird, so beginnt sie zu vibrieren und diese Vibration entspricht dem Quantum, dem zu dem Feld gehörenden Elektron.
Wir können uns auch eine zweite Matratze aus einem anderen, schwereren Federtyp vorstellen, die auf dem ersten Gitter liegt. Sie würde das Quark-Feld darstellen und ihre Vibrationen entsprechen den Quark-Partikeln. Für jeden Feld- und Partikeltyp gibt es da draußen eine eigene Matratze aus Federn, die den Raum vollständig ausfüllt und die Vibration einer jeweils einzelnen Feder entspricht einem eigenen Partikeltyp.
Bis hierher sind wir davon ausgegangen, daß sich die unterschiedlichen aufeinanderliegenden Federstrukturen, die die Feldtypen repräsentieren, nicht berühren. Aber nun stellen wir uns vor, daß beispielsweise die Quarks- und Leptonengitter durch einen zusätzlichen Federsatz, die Gluonen, miteinander wechselwirken können. Auf dieselbe Art ist das Elektronengitter mit dem Photonengitter und dieses wiederum mit dem Quarkgitter verbunden und so weiter. Dieser Raum aus verbundenen Federmatratzen repräsentiert nun die interagierenden Quantenfelder.
Wenn eine der Federn des Elektronenfeldes eine Vibration aufweist, die einem Elektron entspricht, kann diese auf das Photonenfeld überspringen. In der Folge beginnt dieses andere Feld in der Umgebung des Elektrons zu schwingen und dies entspricht einem Photon. Das Photon wiederum kann an ein Quark koppeln, etc. Alle Felder, Gitter aus unterschiedlichen Federtypen für jeweils einen Partikel, können durch ein zusätzliches drittes Feld miteinander wechselwirken.
Um die Analogie noch weiter zu führen, stellen wir uns vor, daß die Federn unsichtbar sind. Alles, was nun übrigbleibt, sind Schwingungen. Weiterhin stellen wir uns die einzelnen Federn unendlich klein vor, so daß selbst an einer winzigen Stelle im Raum unendlich viele von ihnen Platz finden. Diese Super-3D-Matratze aus kleinen unsichtbaren Federn liegt nahe an dem, was theoretische Physiker als Quantenfeld beschreiben. Alles was wir von diesen Feldern wahrnehmen, sind die Schwingungen an einzelnen Orten im Raum – die als unterschiedliche Partikel manifestierten Quanten. Diese Partikel bewegen sich und interagieren miteinander. Die allem zu Grund liegende Realität ist ein Satz Felder, die sich in Partikeln manifestieren.
Damit wurde Einsteins Vermutung bestätigt das alles, was unseren Sinnen als Materie erscheint, in Wirklichkeit nur eine Zusammenballung von Energie auf verhältnismäßig engem Raum ist und wir die Materiekörper auch als Regionen im Raum betrachten können, in denen das Feld außerordentlich stark ist. Mit den unseren Teilchenbeschleunigern tun wir nichts anderes, als immer fester an den 3-D-Matratzen zu rütteln, um Partikelphänomene hervorzurufen. Je mehr Energie wir dabei aufwenden, umso tiefer dringen wir in die Feldstruktur vor.