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 l_p=sqrt(G_Nhbar/c³)=1.6 10^-35 m, wobei G_N 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.

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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.