Heinz R. Pagels Cosmic Code - Globale-Evolution TV

auch als die Erhaltung der verschiedenen Quark-Flavors verstehen - dieselbe Menge an
Up-, Down- und Strange-Flavors, die in eine Reaktion hineingegangen sind, müssen auch
wieder herauskommen. Die bei Hadronenstößen ausgetauschten Quarks sind wie Atome,
die durch Moleküle ausgetauscht werden.
Immer noch bestand ein verzwicktes Problem: Man hatte noch nie Quarks gesehen.
Quarks scheinen nur zu existieren, wenn sie in Form von Hadronen miteinander verbunden
sind. Warum? Vielleicht gibt es freie Quarks, aber sie haben eine ungeheuer große
Masse und lassen sich in unseren heutigen Laboratorien nicht erzeugen. Die Physiker
haben in Laborexperimenten, in der kosmischen Strahlung oder an anderen Stellen vergeblich
nach Quarks gesucht. Wenn die Physiker versuchen, ein Hadron in seine Quarks
zu zerlegen, so wie man ein Molekül in Atome aufspaltet, bekommen sie keine Quarks,
sondern nur weitere Hadronen. Das Quarkmodell war eine mathematische Fiktion, die
irgendwie funktioniert hat. Wie konnten die Physiker diese Fiktion geistig akzeptieren?
Alle Physiker sind ausgeprägte Positivisten, was sich auch darin zeigt, dass sie niemals
ein Konzept in die Physik einführen, wenn es sich nicht direkt empirisch verifizieren lässt.
Ernst Mach, um die Jahrhundertwende ein einflussreicher Physiker, hat die Atome nie
akzeptiert, weil er nie eines gesehen hatte. Schließlich entwickelten die Physiker direkte
Untersuchungen, um die Existenz von Atomen nachzuweisen, die bis dahin nur bequeme
Fiktionen zur Beschreibung des Verhaltens von Gasen gewesen waren. Aber was hätte
Mach von den Quarks gehalten? Die meisten Physiker glauben heute, dass man die
Quarks nie sehen wird, dass sie ewig in den Hadronen eingeschlossen bleiben. Obwohl
vielleicht viele Physiker Positivisten sind, sind sie doch in erster Linie schöpferische
Pragmatiker. Die besten unter ihnen lassen sich in ihrer Phantasie nie durch vorgefasste
Meinungen beeinflussen - die Phantasie richtet sich nach dem, was funktioniert. Und in
diesem Fall funktionierte das Quarkmodell.
Man kann über den existentiellen Zustand der Quarks lange debattieren und endete
unter Umständen bei der Entdeckung eines freien Quarks, eines Teilchens mit einem
Bruchteil einer elektrischen Ladung; das wäre die Entdeckung des Jahrhunderts. Man
könnte dann mit Hilfe der Quarks neue, nie zuvor geschaute Materiearten schaffen. Eine
neue Chemie entstünde, in der Quarks an die Stelle von Elektronen träten, und es käme
zur Bildung von Industrien auf dieser Grundlage. Aber ich bezweifle, dass freie Quarks je
beobachtet werden, denn man sucht schon lange nach ihnen und hat sie nicht gefunden.
Auf jeden Fall kam die Diskussion über die reale Existenz der Quarks, soweit die
Hadronenstruktur davon betroffen war, um 1968 zu einem Ende. Wie viele Streitfragen in
der Physik, so wurde auch diese im Experiment entschieden.
Kurz vor 1968 wurde ein neues Gerät zur Untersuchung der Materiestruktur eingeweiht:
der über drei Kilometer lange Elektronen-Linearbeschleuniger (SLAC) in den
Bergen hinter der Stanford-Universität. Eine von einer dortigen Gruppe und Gastwissenschaftlern
vom MIT in Stanford durchgeführte Versuchsreihe überzeugte die Physiker,
dass es Quarks in den Hadronen gab. Ein Elektronenstrahl aus dem Beschleuniger
wurde an einem Protonentarget durch den Austausch eines einzelnen, sehr energiereichen
Photons gestreut, das die elektrische Ladung innerhalb des Protons erfassen und ihre
Verteilung messen konnte. Dabei zeigte sich, dass die elektrische Ladung des Protons in
punktförmigen Gebilden konzentriert war. Die Quarks steckten im Proton wie die Rosinen
in einem Pudding. Die Physiker hatten praktisch in das Proton hineingeschaut und die
Quarks gesehen.
Diese Experimente am SLAC zur Aufklärung des Protonenaufbaus ähnelten dem
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