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Strickwerk
Kann man Dinge eigentlich beliebig oft teilen? Schon den Griechen Demokrit beschäftigte diese Frage: Ein Apfel lässt sich halbieren, vierteln, auch achteln. Doch wie lange lässt sich dieses Spiel fortsetzen? Unendlich oft? Oder stößt man letztlich an eine Grenze, vor der jede Klinge halt machen muss?

Atome
Demokrit glaubte, dass es eine solche Grenze gibt: die Atome, die "Unteilbaren". In der Neuzeit wurde dann aus der Idee wissenschaftlicher Ernst. Das Kleinste sollte gefunden werden. Doch die Geschichte trat die Hoffnung der Atomisten immer wieder mit Füßen: Die chemischen Atome und ihre Kerne und selbst deren Bestandteile gaben sich im Laufe der Zeit als zusammengesetzt zu erkennen.

	Das Standard-Modell der Teilchenphysik ist ein Sammlung von Teilchen und Theorien, über die diese Teilchen miteinander wechselwirken.

Also doch kein Ende? Kein Kleinstes? Gewiss ist nichts. Doch bei ihrem Versuch, das Universum in seine Bestandteile zu zerlegen, sind Physiker auf einen Bauplan für das Universum gestoßen, der ganz ordentliche Arbeit leistet. Nach dem so genannten "Standard-Modell der Teilchenphysik" sind wir aus Quarks und Elektronen zusammengesetzt.

Noch nie hatten die Physiker eine so gut funktionierende, schlüssige und erfolgreiche Beschreibung der Welt, deren Vorhersagen seit 30 Jahren eine nach der anderen bestätigt wurden. Dennoch kränkelt das Standard-Modell. Es kommen in ihm zu viele unbekannte Parameter vor, auch vor der Schwerkraft ging es in die Knie - jene kommt einfach nicht drin vor.

	Nach der Stringtheorie entsprechen alle Teilchen des Standard-Modells winzigen schwingenden geschlossen oder auch offenen Fäden.

Seit Jahrzehnten werkeln daher theoretische Physiker und Mathematiker an etwas Neuem, Großem, Komplizierten: der Superstringtheorie. Auch danach wären Quarks und Elektronen elementar. Sie wären aber nicht mehr punktförmig, sondern ausgedehnt. Winzig klein. 10 hoch -35 Meter lang. Unendlich dünn. Und sie würden schwingen, wie die Saiten einer Violine.
Elektronen und Quarks entsprächen damit denselben Objekten, diesen winzigen Strings eben. Sie würden sich nur darin unterscheiden, wie sie schwingen.

Die Atomdiskussion wäre dann endlich an ihrem Ziel: Elektronen und Quarks sind unteilbar, spielen als winzige Saiten in einer großen Symphonie mit, die wir Universum nennen. Den Theoretikern geht's dabei natürlich nicht um Musik, ihnen liegt etwas anderes am Herzen: Sie wollen vereinen und versöhnen.

Vereinen und Versöhnen
Eine der wesentlichen Macken des Standard-Modells ist, dass es den Physikern dabei nicht gelungen ist, die Schwerkraft mit ins Boot zu holen.

Das Standard-Modell beschreibt drei der vier bekannten Kräfte: Die elektromagnetische Wechselwirkung, die zwischen elektrischen Ladungen und Magnetfeldern wirkt, die starke Kraft, die Quarks zu Atomkernen zusammenleimt, sowie die schwache Kraft, die diese Kerne wieder auseinanderfallen lässt.

So sehr sich elektromagnetische und schwache Kraft auch unterscheiden mögen, bei hohen Energien werden sie eins. Sie verschmelzen zum größtem Entzücken der Theoretiker - zur einen elektroschwachen Kraft. Am liebsten hätten die Theoretiker eine einzige "elektroschwachstarke Schwerkraft", eine Urkraft, aus der sich alle anderen Kräfte ergeben. Es sieht gerade so aus, als könnte die Stringtheorie dies leisten.

Ein Grund, warum es mit der Schwerkraft im Standard-Modell nicht so recht klappen will, liegt an der vollends unterschiedlichen Art von Theorie, die der Schwerkraft und der Wechselwirkungen des Standard-Modells zugrunde liegen (siehe "Theorie-Kollision").

Knifflig
Das Kapitel "Superstringtheorie" im Buch der Wissenschaftsgeschichte ist noch längst nicht beendet. Zwar haben die Strings viele Anhänger, aber es gibt auch mindestens so viele Kritiker wie schwerwiegende Probleme, die noch vor einer Lösung stehen.

So ist die Mathematik hinter den Strings äußerst knifflig. So knifflig, dass es bisher noch nicht einmal gelang, die Grundgleichungen der Theorie zu entdecken. Geschweige denn sinnvolle Lösungen zu diesen Gleichungen. Da verwundert es nicht, dass es den Stringverfechtern noch nicht gelungen ist, beispielsweise die Massen von Elektronen und Quarks vorherzusagen. Das sollte eine Theorie mit allumfassenden Anspruch allerdings schon können.

	Ein Teilchenbeschleuniger, mit dem Physiker das Schwingen von Strings beobachten könnten, wäre sehr, sehr groß.

Kaum überprüfbar
Ein zweites Problem mit den Strings liegt in ihrer Winzigkeit. Strings sind so klein, dass es wohl niemals möglich sein, ihr Schwingen direkt in einem Teilchen- oder besser: Stringdetektor zu messen. Denn je kleiner etwas ist, umso mehr Energie ist auch notwendig, um es zu sehen. Funktionsfähige Stringbeschleuniger hätten die Ausmaße von Galaxien und müssten Energien erreichen, die die heutigen um Millionen Milliarden Male übertreffen würden.

Doch experimentelle Überprüfbarkeit ist in der Wissenschaft ein hohes Gut. Schon alleine deswegen liegen Strings vielen Physiker schwer im Magen.

 

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