Was ist Teilchenphysik?
Die Teilchenphysik ist das Studium grundlegender Teilchen und der Kräfte, die sie leiten. Da viele der fundamentalen Teilchen nur bei relativistischen Kollisionen in Teilchenbeschleunigern auftreten, umgangssprachlich "Atomzerstörer" genannt, wird die Teilchenphysik auch als "Hochenergiephysik" bezeichnet. Seit 1929 schlagen Physiker Teilchen mit extremer Geschwindigkeit zusammen.
Das beste Bild der Teilchenphysik, das wir heute haben, ist das Standardmodell, das in den 1970er Jahren sorgfältig entwickelt wurde. Es war eine Reaktion auf den "Particle Zoo", eine enorme Vermehrung ungewöhnlicher Grundpartikel, die in den 1950er und 1960er Jahren bei Experimenten in der Hochenergiephysik entdeckt wurden. Die endgültige Partikelzahl lag bei 31, darunter 24 Fermionen (Quarks, Elektronen, Neutrinos und deren Antiteilchen), 6 Bosonen (von denen eines, das Graviton, noch nicht beobachtet wurde) und ein schwer fassbares Partikel, das für die Eigenschaft der Masse selbst, die auch das Higgs-Boson noch zu beobachten hat. Grundsätzlich bilden die Fermionen Materie und die Bosonen vermitteln Wechselwirkungen zwischen Materie. Das Licht, das von Ihrem Computerbildschirm kommt, besteht aus Photonen, die Bosonen sind. Sie interagieren mit den Fermionen, aus denen Ihr Augapfel besteht.
Der größte Teil der Materie um uns herum besteht aus nur wenigen fundamentalen Teilchen: Up-Quarks, Down-Quarks und Elektronen. Es gibt auch 50 Billionen massearme Neutrinos, die pro Sekunde durch unseren Körper strömen und die gesamte Erde durchqueren, fast so, als ob sie nicht einmal dort wären. Neutrinos, deren Name "kleines neutrales Teilchen" bedeutet, sind so schwer fassbar, dass nicht einmal bekannt war, dass sie bis 1998 eine Masse hatten. Eines der neuesten Gebiete der Astronomie ist die Neutrinoastronomie, bei der Neutrino aus Sonne und Supernovae fließen werden mit riesigen Detektoren beobachtet.
Obwohl nur einige wenige Teilchen im Teilchenzoo die uns vertraute Materie ausmachen, gibt uns die Teilchenphysik einen guten Einblick in die Struktur der Realität, indem sie uns die weniger verbreiteten Varianten zeigt und wie sie zu einer einheitlichen Familie zusammenpassen. Man kann sagen, dass die Teilchenphysik für die Existenz von Atomkraft, Nuklearmedizin und Atombomben verantwortlich ist. Die Teilchenphysik wird als eines der angesehensten Gebiete der Wissenschaft angesehen, da sie Erkenntnisse liefert, die für andere Gebiete nützlich sind, ähnlich wie Mathematik.