Roethlein B. Das Innerste der Dinge.. Einfuehrung in - tiera.ru

und Neutronen des Kerns hin und her schwirren? Er nannte
diese Teilchen »Austauschteilchen« und berechnete ihre Masse
als etwa Dreihundertmahl so schwer wie die des Elektrons. Als
Bezeichnung für diese Bindeteilchen bürgerte sich der Name
>Pionen< oder >Pi(71)Mesonen« ein. In der Tat wurden diese
Teilchen später auch wirklich entdeckt. Bis es jedoch soweit war,
vergingen noch zwölf Jahre. Physiker fanden sie schließlich in
der kosmischen Höhenstrahlung. Diese besteht aus Teilchen,
die zum Teil mit extrem hohen Energien aus dem Weltall auf die
Erde prasseln.
Die meisten von ihnen erreichen die Erdoberfläche nicht,
da sie von den Luftschichten der Atmosphäre absorbiert werden,
ein Schutz, ohne den wir nicht überleben könnten. Für die
Physiker stellt die Höhenstrahlung ein reichhaltiges Reservoir an
Teilchen dar, die man in Messgeräten einfangen und
untersuchen kann.
Diese von Yukawa postulierte und später experimentell
nachgewiesene Kernkraft wurde nun als dritte fundamentale
Kraft neben die elektromagnetische Wechselwirkung und die
Gravitation gestellt. Etwas später sollte noch eine vierte
Grundkraft hinzukommen, die Ursache dafür lag in folgendem
Problem: Nach wie vor konnten die Modelle für die
Atomkerne ein Phänomen nicht erklären: Wie war es möglich,
daß aus einem Kern, der nur aus Protonen und Neutronen besteht,
beim Beta-Zerfall negativ geladene Elektronen herausgeschleudert
werden? Außerdem verletzten diese Teilchen
auch noch mehrere Erhaltungssätze, darunter den der Energieerhaltung.
Mit dem bisher bekannten Rüstzeug waren die
Vorgänge um den Beta-Zerfall nicht zu erklären, und so postulierte
der Schweizer Physiker Wolfgang Pauli wieder einmal
ein neues Teilchen, das die Welt in Ordnung bringen könnte,
das Neutrino. Es sollte noch viel kleiner als das Elektron sein
und keine Ladung tragen. Damit wäre es extrem schwierig
nachzuweisen.
Pauli sollte recht behalten. Das Neutrino wurde schließlich
1956 entdeckt. Seine Erforschung beschäftigt bis heute Physiker
auf der ganzen Welt.
Aber auch mit Hilfe des Neutrinos war der Beta-Zerfall
noch nicht vollständig zu erklären. 1933 begann der Italiener
Enrico Fermi, einer der glänzendsten Vertreter der jüngeren
Physikergeneration, sich mit diesem Problem zu befassen. Um
eine konsistente Erklärung für den Beta-Zerfall aufzustellen,
musste er eine neue Kraft einführen, die er »schwache Wechselwirkung«
nannte. Sie stellte sich als eine ebenso grundlegende
Naturkraft heraus wie die bereits längst bekannten
Kräfte der Gravitation und der Elektrizität. Fermis Ideen waren
jedoch so revolutionär, daß die renommierte Fachzeitschrift
>Nature< das Manuskript ablehnte.
Heute ist Fermis neue Kraft ebenso als eine der vier Grundkräfte
der Welt anerkannt wie die elektromagnetische Kraft,
die Kernkraft und die Schwerkraft.
Seit Forscher damit begannen, ins Innere der Atomkerne
hineinzuschauen, stellten sie fest, daß dort gewaltige Kräfte
schlummerten. Bereits 1906 beendet Rutherford seine Abhandlung
>Radioaktive Umwandlung< mit den Sätzen: »Alle
diese Überlegungen führen zu dem Schluss, daß die im Atom
latent vorhandene Energie im Vergleich zu der bei gewöhnlichen
chemischen Umwandlungen freiwerdenden Energie gewaltig
sein muss. Die radioaktiven Elemente unterscheiden
sich aber in ihrem chemischen und physikalischen Verhalten in
keiner Weise von den anderen Elementen ... Daher besteht
kein Grund zu der Annahme, daß diese gewaltigen Energievorräte
allein den radioaktiven Elementen vorbehalten sind.«
Es handelt sich hier, wie so oft bei Rutherford, um eine
äußerst hellsichtige Analyse, auch wenn er nicht an eine technische
Realisierung glaubte. Im Jahr 1942 gelang Enrico Fermi
zum ersten Mal eine kontrollierte nukleare Kettenreaktion, die
es ermöglichte, diese gewaltigen Energievorräte anzuzapfen.