Heinz R. Pagels Cosmic Code - Globale-Evolution TV

einfachste Atom der Sauerstoff mit seiner Wolke aus acht Elektronen und einem entsprechend
komplizierten Lichtspektrum gewesen wäre. Die Physiker hätten vielleicht ein
paar hundert Jahre gebraucht, um die Gesetze der Quantentheorie zu entdecken, die die
Bewegung aller dieser Elektronen beschreiben. Statt dessen gewannen sie bei der Ableitung
der allgemeinen Quantengesetze, die für das einfache Wasserstoffatom galten, die
Überzeugung, dieselben Gesetze müssten auch in den komplizierteren Atomen Gültigkeit
haben.
Ein solches »Geschenk der Natur« hat es vor über zwei Jahrhunderten schon einmal
gegeben; damals hat es zur Entdeckung der Gravitationsgesetze geführt. Das Naturgeschenk
an die Physiker - oder Naturphilosophen, wie sie sich damals nannten - war die
Einfachheit des Sonnensystems. Nehmen wir an, dass die Erde keinen Mond hat, wie
Venus oder Merkur, und dass wir statt einer Sonne deren zwei oder drei haben. In diesem
Fall wäre die Erdbahn sehr kompliziert. So etwas wie das erste Keplersche Gesetz, in dem
die Planetenbahn als Ellipse mit der Sonne in einem Brennpunkt beschrieben wurde, wäre
nicht ohne weiteres zu formulieren gewesen, und wir suchten vielleicht immer noch nach
dem Gravitationsgesetz. Diese Geschenke der Natur zeigen, wie sehr uns die Existenz
eines einfachen Systems in unserer Umwelt hilft, das Universum besser zu verstehen.
Dass es so einfache Systeme auf anderen Gebieten der Wissenschaft nicht gibt, hat dort
den Fortschritt sicherlich behindert.
Nach der Erfindung der Quantentheorie lernten wir die Eigenschaften der Atome
schnell immer besser verstehen. Jetzt konnten die Gesetze der Chemie auf einer allgemeinen
Grundlage formuliert werden: sie waren die Folge von Quantenwechselwirkungen
der Elektronenwolke um den Kern. Die merkwürdige Realität, wie sie aus der
Quantentheorie zu folgern war, entsprach den Tatsachen. Dank dieser neuen Vorstellungen
wurden die Atome zum Spielzeug der Experimentalphysiker.
Das Atom besteht aus zwei Grundbausteinen: der Elektronenwolke und dem Kern im
Mittelpunkt. Während sich manche Physiker für die Elektronen im Atom interessierten,
wandten sich andere der Untersuchung des Kerns, des Herzens des Atoms, zu.
Kerne
Zunächst war der Kern, der zweite wichtige Hauptbestandteil des Atoms, für die Physiker
ein völliges Rätsel, ein großes Fragezeichen im Zentrum des Atoms. Sie wussten,
dass der winzige Kern den größten Teil der Atommasse in sich vereinigte und auch der
Ort ungeheurer Energieumwandlungen war; das zeigte sich in der Radioaktivität, der
Emission von Teilchen aus dem Kern. Dann entdeckte 1932 der englische Physiker Chadwick
ein weiteres wichtiges Teilchen, das er Neutron nannte und das in seinen Eigenschaften
dem Proton ähnlich war, nur dass es keine elektrische Ladung aufwies. Nach
dieser Entdeckung war klar, dass der Atomkern aus zwei wichtigen Teilchen bestand, den
Protonen und den Neutronen, die in einem winzigen Bereich durch ungeheure Kernkräfte
miteinander verbunden waren. Aber erst als die Mikroskope zur Untersuchung der Kernmaterie
erfunden waren, besonders das Zyklotron, enthüllte der Kern allmählich seine
Geheimnisse.
Beim Untersuchen des Kerns mit energiereichen Teilchenstrahlen stellten die Physiker
fest, dass die Protonen und Neutronen im Kern in einer bestimmten Art und Weise,
nämlich in Schalen, angeordnet waren. Die Protonen und Neutronen konnten von Schale
zu Schale springen, so wie die Elektronen von Bahn zu Bahn springen, und dabei Energie
144