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Mikro- und Makrokosmos

Physikalische Forschung erstreckt sich über Abstände von mehr als 60 Größenordnungen. Vom gegenwärtigen kosmischen Horizont, aus 1026 m Entfernung, erreicht uns das Licht der Quasare: das Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße, ist 1020 m entfernt; der Abstand zum nächsten Fixstern, Proxima Centauri, beträgt 1016 m, und die Entfernung zum Mond 108m. Unsere alltägliche Erfahrung umfaßt etwa acht Größenordnungen, von 104 m - das sind 10 km, die Länge eines Spaziergangs - bis 10-4 m, dem Durchmesser eines Haars.

Wie im Makrokosmos, so konnte auch im Mikrokosmos unsere Kenntnis in diesem Jahrhundert um viele Größenordnungen erweitert werden: von 10-10 m, der Größe eines Atoms, über 10-15 m, der Größe von Proton und Neutron bis zu 10-18 m, wo die Welt der Quarks und Leptonen sichtbar wird.

Die mathematische Struktur des Standardmodells, das die Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen bei Abständen von 10-18 m beschreibt, weist auf eine "Große Vereinigung" der elektromagnetischen, schwachen und starken Wechselwirkungen hin. Damit verbundene neue Elementarteilchen und Wechselwirkungen sollten bei Abständen von etwa 10-32 m sichtbar werden. Die gegenwärtige Grenze theoretischer Spekulationen erscheint erreicht bei der Planckschen Länge lp=sqrt(GNhbar/c3)=1.6 10-35 m, wobei GN die Newtonsche Gravitationskonstante, hbar das Plancksche Wirkungsquantum und c die Lichtgeschwindigkeit sind. Hier führen Quanteneffekte der Graviationswechselwirkung dazu, daß die Begriffe von Raum und Zeit, die der mathematischen Beschreibung der Materie zugrunde liegen, nicht mehr anwendbar sind.




Einleitung des Artikels von W. Buchmüller aus 'Physik in unserer Zeit', Heft5, 1998 mit dem Titel "Die Struktur des Vakuums und der Ursprung der Materie"; mit freundlicher Genehmigung des Autors.

 
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