Was ist etwas?

Die einfachen Fragen sind am schwierigsten zu beantworten.

Was ist etwas?

Warum passieren Dinge?

Und warum passieren sie so, wie sie passieren?

Aber mal der Reihe nach.

Woraus bestehst du?

Du bist Materie.

Und Materie besteht aus Molekülen, die aus Atomen aufgebaut sind.

Und die bestehen wiederum aus Elementarteilchen.

Aber aus was bestehen dann die Elementarteilchen?

*Intro*

Um diese "einfache" Frage zu beantworten, fangen wir einfach an:

Lasst uns das Universum einmal komplett ausräumen, alles muss raus.

Materie, Antimaterie, Strahlung, Partikel - alles!

Jetzt werfen wir mal einen genaueren Blick auf das Nichts.

Was ist leerer Raum?

Ist es das, was wir Vakuum nennen?

Hier sind keine Atome, keine Materie - nichts.

Aber ist es wirklich so leer?

Das Nichts liefert uns die Bausteine für alles.

Leerer Raum ist quasi vergleichbar

mit einem weiten, stillen Ozean.

Das Wasser ist sehr ruhig, solange nichts passiert.

Doch eine steife Brise kann massive Wellen entstehen lassen.

Unser Universum funktioniert ähnlich:

Es gibt solche Ozeane überall.

Physiker nennen sie Felder.

Das alles mag merkwürdig klingen.

Aber nehmen wir mal Strahlung als Beispiel.

Regen wir das an, was wir ein elektromagnetisches Feld nennen,

so entsteht eine kleine Welle.

Das ist das Teilchen, das wir Photon nennen.

Es ist die Strahlung, die wir als Licht wahrnehmen.

Doch das ist nicht nur bei Licht der Fall.

Jedes Teilchen im Universum entsteht so.

Es gibt Felder für jedes Materieteilchen,

und alle haben ihre eigenen Regeln.

Neben dem elektromagnetischen Feld gibt es überall im Universum

z.B. auch ein Elektronenfeld.

Kleine Wellen in diesem Feld sind Elektronen.

Insgesamt können die Felder unseres Universums

17 Teilchen hervorbringen, die man in drei Kategorien einteilen kann:

Die Leptonen, die Quarks und die Bosonen.

Zu den Leptonen gehören das Elektron und seine Cousins,

die Myonen und Tauonen.

Jedes hat dazu ein passendes Neutrino.

Dann gibt es noch Quarks:

Sie bilden die Basis der Teilchen-Familie.

Quarks treten immer in Gruppen auf. (auftreten)

Sie sind die fundamentalen Bestandteile

von Protonen und Neutronen, die wiederum Atomkerne bilden.

Quarks und Leptonen gehören beide zu den Materieteilchen.

Aus ihnen besteht alles, was du siehst:

Die Luft, die du atmest, die Sonne, die dich wärmt,

auch der Computer, der dich gerade von deinen Pflichten ablenkt.

Aber Dinge existieren nicht nur einfach, Dinge tun etwas.

Philosophisch betrachtet, spielen die Eigenschaften von Dingen

genauso eine Rolle, wie ihre Existenz.

Und hier kommen die Bosonen und die Felder, die sie erzeugen, ins Spiel.

Während Quarks und Leptonen aus Materiefeldern entstehen,

entstehen Bosonen aus Kraftfeldern.

Die Gesetze des Universums nennen wir Kräfte

und bisher wurden vier grundlegende Kräfte entdeckt:

Schwerkraft, elektromagnetische,

starke-, und schwache Wechselwirkung.

Diese Kräfte sind das Regelwerk eines Spiels,

die Teilchen sind die Spielfiguren

und das Universum ist das Spielbrett.

Die Kräfte sagen den Teilchen, was sie tun können,

und wie sie es tun können.

Läufer bewegen sich diagonal,

masselose Teilchen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit,

Pferde können springen, Schwerkraft zieht an.

Die Kräfte bestimmen, wie Teilchen miteinander interagieren.

Sie sind die Regeln, nach denen sich die Teilchen

zu all den großen Dingen im Universum zusammenfügen.

Schwerkraft gilt nicht nur für Umlaufbahnen um die Sonne

oder für Äpfel, die von Bäumen fallen.

Sie bestimmt, dass Materie sich anzieht,

was Planeten und Sterne entstehen lässt.

Elektromagnetismus gilt nicht nur für Magnete,

die sich anziehen oder abstoßen,

oder für elektrische Ströme in Glühlampen.

Er herrscht in allen Atombomben, bildet jedes Molekül.

Zusammen sind Kräfte und Teilchen

so etwas wie ein Spielzeug-Baukasten unserer Existenz.

Die Bosonen sind dabei wie Verbindungsstücke

zwischen den Materieteilchen,

mit denen sich die Teilchen gegenseitig mitteilen,

wie sie sich bewegen sollen.

Jedes Teilchen reagiert nur auf bestimmte Kräfte,

um mit anderen Teilchen zu interagieren.

So können Quarks durch Elektromagnetismus

und starke Wechselwirkung interagieren.

Elektronen nutzen keine starke Wechselwirkung,

nur Elektromagnetismus.

Die Quarks tauschen Bosonen mit starker Wechselwirkung aus

und werden dadurch aneinander gebunden,

während die dadurch gebildeten Protonen

elektromagnetische Teilchen tauschen: Photonen gegen Elektronen.

So sind die Quarks am Ende im Kern gefangen,

während die Elektronen nur durch ihre elektrische Anziehungskraft

angefügt werden.

Fertig ist ein Atom.

Das Universum ist voller fantastischer Phänomene,

wie Leben, Supernova oder Computer.

Dinge, die äußerlich komplex wirken.

Doch zoomt man weit genug hinein, erhält man gerade mal 17 Teilchen,

die aus den Feldern entstehen, die ihnen zugrundeliegen

und ein Spiel mit nur vier Regeln spielen.

Nach momentanem Stand, einfach zusammengefasst,

ist es das was "Etwas" ist.

Physiker nennen diese Theorie

das "Standardmodell der Elementarteilchenphysik".

Du bist am Ende nicht mehr, als Unruhen auf einem Ozean,

der durch Energie angeregt wird, bestimmt von Kräften,

die die Gesetze des Universums definieren.

Untertitel: ARD Text im Auftrag von Funk 2019