Heinz R. Pagels Cosmic Code - Globale-Evolution TV

Johnson und seinen Mitarbeitern im MIT vorgeschlagene »Taschen-Modell«: Man
konnte sich die Hadronen als kleine Taschen mit Quarks darin vorstellen. Die Tasche oder
das Hadron denke man sich als Luftblase in einer Flüssigkeit, und innerhalb der Blase
befinden sich die auf ewig darin eingeschlossenen Quarks. Stellen Sie sich einen Hadronenstoß
bei diesem Modell vor, bei dem zwei Hadronen oder Dampfblasen aufeinander
zugehen und dann zusammenstoßen. Einen ganz kurzen Augenblick überlappen sich die
beiden Blasen und wirken wie eine einzige Blase. In dieser Zeit können die Quark-Passagiere
von einer Seite auf die andere springen. Nicht nur können die Blasen Quarks
austauschen, sondern innerhalb der sich überlappenden Blasen können durch die Energie
des Zusammenpralls auch neue Quark-Antiquark-Paare entstehen. Nach dem Stoß zerbricht
die einzelne Blase in zwei oder mehr Blasen, und jede stellt ein Hadron mit seinen
Quark-Passagieren dar. Dieses Taschen-Modell bietet die wunderbare Möglichkeit, sehr
viele Einzelheiten über die Hadronen, ihre Zusammenstöße und ihren Zerfall zu berechnen.
Die Übereinstimmung mit dem Versuch ist bemerkenswert gut und spricht sehr für
die Vorstellung von den auf ewig eingeschlossenen Quarks als Arbeitsmodell.
Was passiert nun, wenn wir versuchen, die Quarks innerhalb der Tasche voneinander
wegzuziehen? Die Tasche wird immer länger und streckt sich zwischen den Quarks, die
wir auseinanderziehen wollen. In diesem Zustand sieht das Hadron weniger wie eine
Blase, sondern eher wie eine Schnur aus, auf der die Quarks aufgereiht sind. Diese Konfiguration
ist das sogenannte »Schnurmodell« der Hadronen: Die Quarks sind durch eine
Art Klebstoff miteinander verbunden, der sich zu einer Schnur ausdehnt. Wir können uns
die Schnur wie ein Gummiband vorstellen. Während wir daran ziehen, bleibt die Kraft
konstant. Es würde eine unendlich hohe Energie erfordern, um zwei Quarks auseinanderzureißen,
die durch eine solche Schnur miteinander verbunden sind. Da aber eine
unendlich hohe Energie nicht zur Verfügung steht, kann man die Quarks nicht voneinander
trennen.
Lange bevor man eine unendlich hohe Energie zuführen kann, passiert allerdings etwas
anderes. Die Energie, die man durch das Ziehen an der Schnur zugeführt hat, kann sich in
Materie in Form eines Quark-Antiquark-Paars verwandeln, wie im Bild dargestellt. Das
Quark-Antiquark-Paar erscheint aus dem Vakuum, weil die Energie zu seiner Schaffung
vorhanden ist. Die Schnur zerreißt, und es entstehen daraus zwei Schnüre oder zwei
Hadronen. Nie gelingt es, die Quarks zu befreien. Immer wieder entstehen Hadronen, wie
schon im Laboratorium zu beobachten war.
Das Taschenmodell und das Schnurmodell der Hadronen können viele beobachtete
Hadroneneigenschaften gut erklären. Sie liefern uns ein intuitives Bild vom Hadronenaufbau,
sind aber keine grundlegenden Quantentheorien. Eine solche Theorie über die
Dynamik der Quarks gibt es heute, die sogenannte Quantenchromodynamik. Wir werden
in einem späteren Kapitel darauf zurückkommen. Zur Zeit hoffen die theoretischen Physiker,
dass das Taschen- oder das Schnurmodell mit der Eigenschaft des Quarkeinschlusses
aus der Quantenchromodynamik abgeleitet werden kann, wie Bohrs Atommodell
aus der Quantenmechanik abgeleitet wurde. Bislang haben wir dieses Ziel nicht
erreicht, aber alles spricht dafür, dass wir auf der richtigen Spur sind.
Obwohl das Quarkmodell mit nur drei »Geschmacksrichtungen« der Quarks die beobachteten
Hadronen erklärte, konnten schon in den sechziger Jahren einige theoretische
Physiker der Spekulation nicht widerstehen, dass vielleicht noch mehr Quarks zu entdecken
waren. Die meisten Physiker beachteten solche Überlegungen kaum, weil für weitere
Quarks eigentlich kein zwingender Grund vorlag. Um 1973 änderte sich die Lage
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