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

ne Gewehrkugel: Je schneller sie fliegen, desto später treffen
sie auf dem Boden auf. So kann man aus dem Auftreffpunkt
ihre Energie berechnen.
In der Neutronenforschung sind aber nicht immer nur die
Neutronen das Instrument, mit dem man etwas anderes untersucht.
Auch die Teilchen selbst sind mittlerweile zu hochinteressanten
Forschungsobjekten geworden. Mit immer feineren
Messgeräten ist es beispielsweise gelungen, ihr Verhalten in
elektrischen und magnetischen Feldern zu untersuchen. Dabei
stellte sich heraus, daß Neutronen doch nicht ganz neutral
sind.
Sie benehmen sich nicht wie völlig ungeladene Kügelchen,
sondern sie beginnen in den Feldern geringfügig zu »taumeln«.
Aus dieser Erscheinung lässt sich der Schluss ziehen,
daß innerhalb der Neutronen elektrische Ladungen existieren,
die etwas unsymmetrisch verteilt sind. Diese Erkenntnis befindet
sich in Übereinstimmung mit der Theorie, daß jedes
Neutron aus drei Quarks besteht, die ihrerseits je eine elektrische
Drittelladung tragen. Sie erzwingen die leichte Taumelbewegung
des Teilchens. So haben ganz unterschiedliche
Zweige der Physik in diesem Fall letztlich das gleiche Ergebnis
erbracht.
Die Entstehung der Elemente
Ein anderes Gebiet, bei dem sich die Kernphysik diesmal mit
der eigentlich weit von ihr entfernten Astrophysik berührt, ist
die Entstehung der Elemente, die wir heute in der Welt vorfinden.
Wir kennen etwa 270 stabile und über 1600 instabile
Atomkerne. Eine Vielzahl von Erkenntnissen und Spekulationen
wurde inzwischen zusammengetragen, um zu erklären, wie
aus einem punktförmigen Energieball ohne jede Materie,
wie er beim Urknall existiert haben muss, in einigen Jahrmilliarden
die Elemente von Wasserstoff bis Uran entstanden
sein können. Um eine Erklärung dafür zu finden, mussten die
Physiker davon ausgehen, daß es nicht nur die Kernspaltung
gibt, sondern auch das Gegenteil, nämlich die Verschmelzung
leichter Kerne zu etwas schwereren, die so genannte »Kernfusion«.
Begonnen hatte diese Idee mit der Überlegung, mit welchem
Mechanismus die Sonne und viele Sterne ihre Energie
erzeugen. Er wurde schließlich von zwei Wissenschaftlern
unabhängig voneinander entdeckt: Bei der >physikalischen
Zeitschrift ging am 23. Januar 1937 ein Aufsatz von Carl
Friedrich von Weizsäcker ein, der den Titel trug >Über Elementumwandlungen
im Inneren der SternePhysical Review< ein
ähnlicher Artikel von Hans Bethe und Charles Critchfield vor. In
diesem und dem gut ein Jahr später folgenden führte Bethe aus,
wie unter Zuhilfenahme von Kohlenstoff- und Stickstoffkernen
letztlich aus vier Wasserstoffkernen Helium entstehen kann.
Seine Berechnungen ergaben gut übereinstimmende Werte
für die Energieproduktion und die Temperatur der Sonne.
Heute ist dieser Zyklus unter dem Namen »Bethe-Weizsäcker-Zyklus«
allgemein als Erklärung für die Abläufe in der
Sonne anerkannt.
Es erscheint seltsam, daß einerseits bei der Spaltung schwerer
Elemente Energie freigesetzt wird, andererseits aber auch bei
der Verschmelzung leichter Kerne. Der Widerspruch löst