Die Namen der Grundkräfte hängen mit ihrer Stärke zusammen. Die starke Kraft ist viel stärker als der Elektromagnetismus und kann daher die Abstoßungskraft zwischen Objekten mit der gleichen elektrischen Ladung (Protonen oder Quarks) überwinden. Die schwache Kraft ist schwächer als der Elektromagnetismus, aber immer noch viel stärker als die Schwerkraft. Der Grund dafür, dass wir im Alltag fast nur die Schwerkraft wahrnehmen, ist, dass die makroskopischen Objekte neutral sind. Sie tragen keine effektive Farbladung und - wenn überhaupt - nur sehr geringe elektrische Ladungen. Für die Schwerkraft gibt es keine negative Ladung (negative Masse), so dass sich all die kleinen Gravitationswirkungen zu etwas summieren, das stark genug ist, um Galaxien zu bewegen und schwarze Löcher zu bilden. Die getrennte Beschreibung der Kräfte ist inzwischen ziemlich genau. Sie ist im Standardmodell der Teilchenphysik zusammengefasst.

Theorie von allem

Ein Maß für die Stärke einer Kraft sind die Kopplungskonstanten der entsprechenden Theorie. Sie sind jedoch nicht konstant, sondern hängen von dem Energieniveau ab, mit dem man es zu tun hat. Extrapoliert man ihre Werte zu hohen Energien, so stellt man fest, dass sich die Kopplungen von Elektromagnetismus, starker und schwacher Kraft bei einem bestimmten Energieniveau fast in einem einzigen Punkt treffen. Dies unterstützt die Idee, dass diese drei Kräfte nur verschiedene Aspekte ein und derselben universellen Kraft sein könnten. Es gibt mehrere Theorien, die versuchen, diese Vereinigung zu beschreiben. Sie werden GUTs genannt, "Grand Unified Theories" (große vereinheitlichte Theorien). Um jedoch wirklich "groß" zu sein, müsste eine solche Vereinheitlichung auch die Gravitation einschließen, deren Kopplungskonstante bei diesen hohen Energien noch viel schwächer ist. Die Theorie, der es gelingt, alle Kräfte, einschließlich der Schwerkraft, zu vereinen, wird manchmal als TOE, "Theory of Everything" (Theorie von allem), bezeichnet. Die Stringtheorie ist ein Kandidat, und derzeit sogar der einzige, für diese TOE.

SUSY

"SUSY" steht für Supersymmetrie und bedeutet, dass es eine Austauschsymmetrie zwischen fermionischen Teilchen (wie Quarks und Elektronen) und bosonischen Teilchen (wie Photonen und sogar Gravitonen, wenn man die Gravitation in die Überlegungen einbezieht) gibt. Sie bezieht sich jedoch nicht auf die bereits bekannten Teilchen, sondern sie sagt neue supersymmetrische Partner zu den bekannten Teilchen voraus (z.B. Squarks, Selektronen, Photinos und Gravitinos). Bislang wurde noch keines dieser Superteilchen entdeckt, aber es gibt viele theoretische Gründe, an die Supersymmetrie zu glauben. Die Supersymmetrie ist ein integraler Bestandteil der Stringtheorie, genauer gesagt der "Superstringtheorie". Wenn die Supersymmetrie bei Energien realisiert wird, die nicht allzu weit über der Skala der elektroschwachen Symmetriebrechung liegen, könnte der Large Hadron Collider am CERN in der Lage sein, ihre Signaturen bei seinen laufenden Untersuchungen der Physik jenseits des Standardmodells zu entdecken.

Webseite

https://www.stringtheory.at/, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Publikationen

H. Skarke, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster