Vom Gottesteilchen zur Weltformel

Urknall, Higgs, Antimaterie und die rätselhafte Schattenwelt.

Autor: Rüdiger Vaas

Klappentext:

Topaktuell: Das Higgs-Boson – von der Entdeckung bis zum Nobelpreis.

„Das Wissen über die Elementarteilchen steht vor einer Revolution: Mit der größten Maschine der Menschheit wurde das legendäre Higgs-Boson entdeckt – und für dessen Voraussage der Nobelpreis verliehen. Andere Forscher fahnden nach Antiteilchen aus dem All und dem Schattenreich der Dunklen Materie. Was ist nach dem Urknall geschehen? Wie sind die Bausteine des Universums entstanden? Woraus besteht die Welt – und warum gibt es sie überhaupt?

Wissenschaftsreporter und Kosmologie-Spezialist Rüdiger Vaas spannt den Bogen vom Allerkleinsten zum Allergrößten. Er analysiert den aktuellen Erkenntnisstand und berichtet über die Suche nach einer „Weltformel“, die erklärt, was das Universum im Innersten zusammenhält.“

Eine einzigartige Exkursion vom Urknall zu anderen Universen und ins Innerste der Materie:

  • Mikrokosmos – den Bausteinen der Materie auf der Spur.
  • Gottesteilchen – eine verwegene Annahme mit schwerwiegenden Folgen.
  • Antimaterie – die Erforschung der verschwundenen Gegenwelt.
  • Dunkle Materie – der unsichtbare Dirigent im Universum.
  • Symmetrie – ein Code der Natur, der Einheit und Vielfalt schafft.
  • Weltformel – auf der Suche nach einer »Theorie von Allem«.

Presseinformation des Verlags:

Was hält die Welt im Innersten zusammen?

Rüdiger Vaas über den Urknall, Higgs, Antimaterie und Nobelpreisträger / „Vom Gottesteilchen zur Weltformel“ – Neu bei Kosmos Verlag.

Higgs-Teilchen – das Top-Thema der Wissenschaft. Den Geheimnissen des Universums auf der Spur.

„Was ist nach dem Urknall geschehen? Wie sind die Bausteine des Universums entstanden? Und was hat das mit dem geheimnisvollen Gottesteilchen zu tun? Wissenschaftsjournalist und Kosmologie-Spezialist Rüdiger Vaas spannt den Bogen in seinem neuen Buch „Vom Gottesteilchen zur Weltformel“ vom Allerkleinsten zum Allergrößten. Er analysiert den aktuellen Erkenntnisstand und berichtet über die Suche nach einer Weltformel, die erklären würde, woraus der Kosmos besteht und warum es ihn gibt. Das Buch erscheint im Kosmos-Verlag.

Rüdiger Vaas erzählt und informiert unterhaltsam und gleichzeitig fundiert. Diese Mischung macht Lesefreude und auch die Anekdoten, Infokästen und historischen Exkurse, die Vaas in den Text einbindet, erfrischen. So z. B. die kleine Geschichte über den Physiker Peter Higgs, der 2013 den Nobelpreis für Physik – zusammen mit François Englert – erhielt. Higgs, so berichtet Vaas, ist ein bescheidener und scheuer Forscher. Er benutzt kein Handy und geht nur ans Telefon, wenn er weiß, wer anruft. Am Tag der Nobelpreisverkündung ließ er verlauten, er sei in Urlaub und außerdem unpässlich – saß jedoch tatsächlich in einem kleinen Pub, aß zu Mittag und erfreute sich an einem Pint Bier.

Die Menschen hinter der Wissenschaft werden in »Vom Gottesteilchen zur Weltformel« genauso lebendig wie ihre Entdeckungen. Die spannende Geschichte, den Weg von der Idee bis zum (vorläufigen) Beweis so mancher Theorie, beschreibt Rüdiger Vaas so atemberaubend wie einen Krimi. Ob Higgs-Boson (auch oft Higgs-Teilchen genannt) oder die Gegenwelten der Antimaterie, Dunkle Materie oder »Weltformel« – die Faszination des Kosmos ist in »Vom Gottesteilchen zur Weltformel« spürbar.“

Eine Leseprobe:

Prolog

»Wir haben eine Entdeckung!«

„Diese freudigen Worte von Rolf-Dieter Heuer, dem Generaldirektor des Forschungszentrums CERN bei Genf, bedeuten wohl den Schlussstein eines rund fünf Jahrzehnte dauernden Kapitels einer Erfolgsgeschichte ohne Beispiel: der Entwicklung, Ausarbeitung und Vervollständigung des Standardmodells der Elementarteilchenphysik. Es beschreibt alle bekannten Teilchen und Kräfte außer der Gravitation. Und es ist zusammen mit Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie die am besten bestätigte wissenschaftliche Theorie aller Zeiten.

Nur ein Beispiel: Mit dem Standardmodell lässt sich, wenn auch mit riesigem Aufwand, der normierte Wert des anomalen magnetischen Moments eines Elektrons sehr genau berechnen beziehungsweise voraussagen: 0,0011596521817864377 (wobei selbst die Gründe der Unsicherheiten in den letzten fünf Ziffern bekannt sind). Und Experimentalphysiker konnten ihn äußerst präzise messen: 0,00115965218076 (mit einer Unsicherheit von plus/minus 0,00000000000027). Theorie und Beobachtung passen also auf elf Stellen hinter dem Komma zueinander – und das bei einem nicht gerade selbstverständlichen Parameter eines Elementarteilchens, das kleiner als 10-19 Meter sein muss. Diese Übereinstimmung ist kein Zufall, sondern sie zeigt, dass Wissenschaftler hier ein sehr tiefes Verständnis von der Natur haben.

Am 4. Juli 2012 gaben Physiker am CERN die Entdeckung eines neuen Teilchens bekannt, die Heuer so freute. Es ist sehr wahrscheinlich das seit Jahrzehnten gesuchte Higgs-Boson – das Quant eines Felds, ohne das es keine Masse gäbe, keine Atome und kein Leben. Dieses Feld durchzieht alles, auch dieses Buch, und ist vielleicht der Schlüssel zu einer unbekannten Realität, zu verborgenen Dimensionen und einer »Weltformel«. Peter Higgs und François Englert, die die Existenz des neuartigen Felds vorausgesagt und so eine Großfahndung mit den gewaltigsten Maschinen aller Zeiten ausgelöst hatten, wurden im Dezember 2013 mit dem Nobelpreis geehrt.

Dieses Buch beschreibt die Entdeckung des Higgs-Teilchens, das Standardmodell der Materie sowie das, was Physiker heute jenseits davon vermuten, suchen, erhoffen und befürchten.

  • Das erste Kapitel, Mikrokosmos, schlägt den weiten Bogen von den ersten Spekulationen griechischer Philosophen über Naturgesetze und Atome bis zum modernen Standardmodell der Elementarteilchenphysik. Obwohl sich die »reduktionistische« Erklärungsstrategie bis heute glänzend bewährt hat, wurden die Vorstellungen von der Materie und ihren Wechselwirkungen radikal umgewälzt. So richtig weiß niemand, was Materie eigentlich ist – und die Quantenfeldtheorien werfen auch diffizile philosophische Fragen auf. Ganz handfest geht das Kapitel aber weiter mit der Erfolgsgeschichte des Forschungszentrums CERN, dem globalen Zentrum der experimentellen Elementarteilchenphysik, und mit seiner grandiosen Weltmaschine, dem Large Hadron Collider (LHC) und dessen haushohen Messgeräten. Der LHC ist auch eine Art »Urknall-Maschine«, denn er erzeugt Bedingungen, wie sie weniger als eine Milliardstel Sekunde nach dem Anfang unseres Universums überall im Weltraum herrschten.
  • Das zweite Kapitel, Gottesteilchen, beschreibt die abenteuerliche Suche nach dem Higgs-Boson. Seine Existenz wurde 1964 am Schreibtisch postuliert, was zunächst kaum Beachtung fand. Fast ein halbes Jahrhundert später haben es Teilchenphysiker am LHC vieltausendfach produziert und mit riesigem Aufwand akribisch nachgewiesen – ein grandioser Erfolg für die Wissenschaft! Damit ist das Standardmodell der Elementarteilchen komplett und ein echt »schweres« Rätsel gelöst.
  • Das dritte Kapitel, Antimaterie, handelt von der eigenartigen Gegenwelt der Materie, die fast gleich und doch ungeheuer vernichtend erscheint – vor allem aber größtenteils abwesend. Doch am CERN werden nun erstmals in der Geschichte des bekannten Universums Antiatome erzeugt. Damit lassen sich die Naturgesetze auf eine ganz neue Weise ausloten.
  • Das vierte Kapitel, Dunkle Materie, hat eine weitere »Parallelwelt« der Natur im Fokus: ein seltsames Schattenreich, das sich nur durch seinen Schwerkrafteinfluss bemerkbar macht. Der ist aber gewichtig. Die unsichtbare Dunkle Materie muss mindestens das Sechsfache der Gesamtmasse aller gewöhnlichen Elementarteilchen besitzen. Sie regiert die Galaxien, wie Astronomen inzwischen wissen. Nun sind die Teilchenphysiker gefordert, die ominösen Partikel einzufangen – oder am LHC direkt zu erschaffen.
  • Das fünfte Kapitel, Symmetrien, spürt dem Geheimcode der Natur nach, der Einheit stiftet und Vielfalt schafft. Hier wird alles GUT, die scheue SUSY verzaubert und das Higgs-Boson kommt wieder zu Ehren.
  • Das sechste Kapitel, Weltformel, schließlich handelt von den gleichermaßen exotischen wie faszinierenden Versuchen, eine umfassende Erklärung von Materie, Energie, Kräften sowie Raum und Zeit zu finden – die Entstehung des Universums eingeschlossen. Physiker arbeiten an einer Theorie der Quantengravitation … und verheddern sich dabei nicht selten in zusätzlichen Dimensionen, in bizarren Branen– und Hologramm-Welten, bis sie auf Abwege geraten in einer ungeheuren Landschaft, um sich zuletzt irgendwo zwischen Myriaden von Raumzeiten im Multiversum wiederzufinden. Das klingt vielleicht konfus oder abstrus – doch so verwegen das Szenario der Superstrings und ihre geheimnisvolle Erweiterung, die M-Theorie, auch anmuten: Ihre Erfolge sind beträchtlich. Sie avancierte zum führenden Kandidaten einer »Theorie von Allem«.

Willkommen in der Welt des Mikrokosmos, in physikalischen Gedankenschmieden und in fremden Universen!“

Gottesteilchen

Ein schöpferisches Feld und sein Verkünder.

„Das Higgs-Boson ist eine verwegene Annahme mit schwerwiegenden Folgen: Als Quant eines neuartigen Felds, das den gesamten Weltraum ausfüllt, weist es auf einen kurz nach dem Urknall angesprungenen Mechanismus hin, der Elementarteilchen ihre Masse gibt.“

Pressestimmen:

  • www.media-spider.com, 12/2013: „…“

Eigene Meinung / Beurteilung des Buches:

Hochaktuell und anschaulich beschreibt Rüdiger Vaas in seinem Buch »Vom Gottesteilchen zur Weltformel« die äußerst komplexen Experimente der Grundlagenforschung, die Elementarteilchenphysiker am Forschungszentrum CERN bei Genf durchführen. Die neuesten Erkenntnisse ihrer interessanten Forschungsarbeiten und Versuchsreihen an den aufwendigsten und kompliziertesten Apparaturen der bisherigen Menschheit werden dem Leser behutsam und schrittweise näher gebracht.

Zum besseren Verständnis des wissenschaftlichen Themas der Teilchenphysik enthält das Buch viele anschauliche Diagramme, Darstellungen und Bilder, sowie Tabellen, die wichtige Fachbegriffe zusätzlich erklären und erläutern. Außerdem findet der Leser weitere interessante Zusatzinformationen, fachbezogene Ergänzung und Erläuterung in Form von kurzen Exkursen am Ende eines jeden Kapitels.

Fazit:

Der Leser erhält einen umfassenden und wissenschaftlichen Überblick zum aktuellen Stand der Teilchenphysik.

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„Ein physikalischer Versuch, der knallt,
ist allemal mehr wert als ein stiller;
man kann also den Himmel nicht genug bitten,
dass, wenn er einen etwas will erfinden lassen,
es etwas sein möge, das knallt;
es schallt in die Ewigkeit.“

Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799),
deutscher Physiker und Meister des Aphorismus.

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Verlag: Franckh-Kosmos Verlag; 1. Auflage (17. Dezember 2013).
Seitenanzahl: 512 Seiten.
Bindung: Gebundene Ausgabe.
ISBN-10: 3-440-13855-0.
ISBN-13: 9-783440-13855-7.
Preis: EUR 24,99.

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