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E-Book

Mikrokosmos

Die Welt der kleinsten Teilchen

AutorHarald Fritzsch
VerlagPiper Verlag
Erscheinungsjahr2012
Seitenanzahl208 Seiten
ISBN9783492955270
FormatePUB
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis9,99 EUR
Im Mikrokosmos gibt es unvorstellbar kleine Teilchen, so klein, dass man sie niemals sehen wird, sondern ihre Existenz nur berechnen kann. Hier befinden wir uns im Reich der sonderbaren Quarks, hier tüftelt die moderne Physik am sogenannten Standardmodell, an der Weltformel, die mit den kleinsten Teilchen das Größte erklären kann, nämlich »alles«. Was die moderne Teilchenphysik ist und wo die letzten Fragen offen bleiben - das alles erklärt der Ausnahmephysiker und Bestsellerautor Harald Fritzsch in leichter Sprache und mit feinem Witz. Er lässt Albert Einstein, Isaac Newton, Murray Gell-Mann und sein Alter Ego zu einem fiktiven Gespräch zusammenkommen: Bei Filet Mignon und teurem Rotwein entspinnt sich eine erhellende Diskussion über den Mikrokosmos und am Ende versteht nicht nur Sir Isaac Newton die neuesten Erkenntnisse der modernen Physik, sondern auch der Leser!

Harald Fritzsch, geboren 1943 in Zwickau, ist seit 1980 Professor für Theoretische Physik an der Universität München. Er arbeitete bei Werner Heisenberg und forschte am California Institute of Technology zusammen mit Richard P. Feynman und Murray Gell-Mann. Er ist ein herausragender theoretischer Physiker und zugleich - wie einst Feynman - ein großer Vermittler moderner Physik, über die er sechs erfolgreiche Sachbücher im Piper Verlag geschrieben hat, zuletzt »Sie irren, Einstein!«.

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Leseprobe

kurze biografien der physiker


albert einstein


Am 14. März 1879 wurde Albert Einstein als Sohn des Kaufmanns Hermann Einstein und dessen Frau Pauline (geb. Koch) in Ulm geboren. Bereits kurz nach der Geburt Alberts zog die Familie 1880 nach München, wo sein Vater und sein Onkel eine Fabrik für elektrische Geräte (Elektrotechnische Fabrik J. Einstein & Cie) gründeten. Die Firma Einstein war für das erste elektrische Licht auf dem Münchner Oktoberfest verantwortlich und verlegte auch in großen Teilen des Münchner Stadtteils Schwabing Stromkabel.

Albert Einstein war ein aufgeweckter Schüler. Seine Leistungen waren gut bis sehr gut, weniger gut in den Sprachen, herausragend jedoch in den Naturwissenschaften. Einstein las viel und intensiv, mit Vorliebe populärwissenschaftliche Bücher, und verschaffte sich so einen Überblick über den jeweiligen Forschungsstand. 1884 begann er Geige zu spielen, und erhielt Privatunterricht. Im Jahr darauf kam er in die Volksschule, ab 1888 besuchte er das Luitpold-Gymnasium in München.

Zu Beginn der 1890er-Jahre ging Hermann Einsteins Firma bankrott. Die Familie verließ Deutschland, und Hermann Einstein baute in Mailand ein neues Unternehmen auf. Albert blieb allein in München zurück, um die Schulausbildung zu beenden. Doch das von Zucht und Ordnung geprägte Schulsystem des Kaiserreiches war ihm bald zuwider und er machte daraus keinen Hehl. Seine Lehrer warfen ihm vor, seine Respektlosigkeit würde auf Mitschüler abfärben. Einstein entschloss sich im Jahr 1894, das Gymnasium ohne Abschluss zu verlassen und seiner Familie nach Mailand zu folgen.

In Zürich bewarb er sich um einen Studienplatz am Polytechnikum, der heutigen Eidgenössischen Technischen Hochschule. Da Einstein kein Abiturzeugnis vorweisen konnte, musste er im Sommer 1895 eine Aufnahmeprüfung ablegen, die er – mit 16 Jahren der jüngste Teilnehmer – jedoch nicht bestand. Auf Vermittlung des Hochschulrektors und Physikers Heinrich Weber besuchte er im Folgejahr die liberal geführte Kantonsschule in Aarau und erwarb dort die Matura. Während dieser Zeit wohnte er bei der Familie Winteler, deren Sohn Paul 1910 Einsteins Schwester Maja heiraten sollte. Mit Beginn des akademischen Jahres 1896 nahm er sein Studium am Polytechnikum in Zürich auf.

 

abb. 0.1 Albert Einstein. [1]

Er verließ die Hochschule 1900 mit einem Diplom als Fachlehrer für Mathematik und Physik. Seine Bewerbungen auf Assistentenstellen am Polytechnikum in Zürich und den anderen Universitäten in der Schweiz wurden jedoch abschlägig beschieden. Er verdingte sich zunächst als Hauslehrer in Winterthur, dann in Schaffhausen und schließlich in Bern. 1901 wurde seinem Antrag auf die Schweizer Staatsangehörigkeit stattgegeben. Im Juni 1902 erhielt Einstein eine feste Anstellung als Experte 3. Klasse beim Schweizer Patentamt in Bern.

Während des Studiums hatte er die Studentin Mileva Mari? kennengelernt. Sie stammte aus Serbien und studierte wie Einstein Physik in Zürich. Sie heirateten 1902. Von Oktober 1903 bis Mai 1905 wohnte Einstein in Bern in der Kramgasse 49. Heute ist diese Wohnung ein kleines Museum.

In der Wohnung in der Kramgasse schrieb Einstein sehr wichtige Arbeiten. Im Juni 1905 reichte er seine Abhandlung »Zur Elektrodynamik bewegter Körper« bei den Annalen der Physik ein. Diese Arbeit bildet die Grundlage der Speziellen Relativitätstheorie. Etwa gleichzeitig publizierte er eine Arbeit über den Fotoeffekt, in der er die Lichtquanten, die Photonen, einführte.

1909 berief man Einstein zum außerordentlichen Professor für theoretische Physik an der Universität Zürich. Im Jahr 1911 wechselte er an die deutschsprachige Universität in Prag. Doch schon im Jahr darauf kehrte er nach Zürich als Professor an die Eidgenössische Technische Hochschule zurück.

Anfang 1914 gelang es Max Planck, Einstein für die Berliner Akademie zu gewinnen. Er wurde Direktor am Kaiser-Wilhelm-Institut in Berlin und Professor an der dortigen Universität, jedoch ohne Lehrverpflichtung. 1916 publizierte Einstein in Berlin seine Allgemeine Relativitätstheorie.

Zu Beginn des Jahres 1919 ließ sich Einstein von seiner Frau Mileva scheiden. Wenig später heiratete er seine Cousine Elsa Löwenthal, die auch in Berlin lebte.

Im Mai 1919 beobachteten englische Astronomen unter der Leitung von Arthur Eddington in Brasilien die Lichtablenkung durch die Sonne. Sie fanden die Voraussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie bestätigt. Einstein wurde mit einem Schlag weltberühmt. Er erhielt 1921 den Nobelpreis für Physik, allerdings nicht für seine Relativitätstheorie, sondern für seine Arbeit über den Fotoeffekt aus dem Jahr 1905.

1930 kaufte Einstein ein Grundstück in der Waldstraße im Dorf Caputh bei Potsdam und ließ dort ein Sommerhaus errichten. In den folgenden Jahren verbrachte er den Sommer in Caputh. Im Herbst 1932 reiste er in die USA, um dort Vorträge zu halten. Er kehrte jedoch wegen der Machtergreifung Hitlers nicht mehr nach Deutschland zurück.

1933 wurde Albert Einstein Mitglied des Institute for Advanced Study, einem kurz zuvor in der Nähe der Princeton University in Princeton, New Jersey gegründeten privaten Forschungsinstitut. Vom August 1935 bis zu seinem Tod lebte Einstein in der Mercer Street 112 in Princeton. Die Stadt war damals eine Art Mikrokosmos der modernen Forschung. Einstein befasste sich bald mit der Suche nach einer einheitlichen Feldtheorie, welche seine Feldtheorie der Gravitation (die Allgemeine Relativitätstheorie) mit der des Elektromagnetismus vereinigen sollte. Bis zu seinem Tode bemühte er sich vergeblich darum, eine Lösung für dieses Problem zu finden.

Die Entdeckung der Kernspaltung 1938 durch Otto Hahn und Lise Meitner in Berlin beschwor die nukleare Bedrohung herauf – so sahen es viele Wissenschaftler. Im August 1939, kurz vor Beginn des Zweiten Weltkriegs, unterzeichnete Einstein einen von Leo Szilard verfassten Brief an den amerikanischen Präsidenten Franklin D. Roosevelt, der vor der Gefahr einer Bombe neuen Typs warnte, die Deutschland möglicherweise bald würde einsetzen können. Roosevelt setzte dann das Manhattan-Projekt in Gang – mit dem erklärten Ziel der Konstruktion einer Atombombe. Leiter des Manhattan-Projekts wurde J. Robert Oppenheimer.

An den Arbeiten zur Atombombe war Einstein dann jedoch überhaupt nicht beteiligt. Er wurde obendrein in den USA wegen seiner unverhüllten Sympathien für den Kommunismus als Sicherheitsrisiko eingestuft und vom Geheimdienst beobachtet. So erfuhr er von der ersten militärischen Nutzung der von ihm postulierten Umwandelbarkeit von Masse zu Energie – wie die meisten anderen Menschen auch – erst aus dem Radio. Am 6. August 1945 wurde die erste Atombome über Hiroshima abgeworfen, am 9. August über Nagasaki. Nach Kriegsende engagierte sich Einstein für die internationale Rüstungskontrolle. Im Jahr 1952 wurde ihm angeboten, Präsident von Israel zu werden, was er allerdings ablehnte.

Albert Einstein starb am 18. April 1955 im Alter von 76 Jahren in Princeton.

murray gell-mann


Murray Gell-Mann wurde am 15. September 1929 in New York City geboren. Sein Vater kam aus der Stadt Cernowitz in der heutigen Ukraine und betrieb in New York eine Sprachenschule. Als 14-jähriger Schüler erhielt Gell-Mann ein Stipendium für die Yale University. Er begann schon 1944, Physik zu studieren. Nach dem Studium ging er als Doktorand an das Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, USA. Im Alter von nur 21 Jahren promovierte Gell-Mann bei Victor Weisskopf.

Nach seiner Promotion ging Gell-Mann an das Institute for Advanced Study in Princeton. Er befolgte den Rat des Institutsdirektors J. Robert Oppenheimer und begann, sich mit den Problemen der Teilchenphysik zu beschäftigen. Bereits 1952 wechselte Gell-Mann als Dozent an die Universität von Chicago, wo er engen Kontakt mit Enrico Fermi hatte.

 

abb. 0.2 Murray Gell-Mann [2].

Im Jahr 1955 nahm Gell-Mann einen Ruf an das California Institute of Technology in Pasadena an. Bereits ein Jahr später wurde er dort im Alter von 26 Jahren zum ordentlichen Professor ernannt. Am CalTech arbeitete Gell-Mann auch mit Richard P. Feynman zusammen. Erst im Jahr 1993 verließ er das CalTech und ging an das Santa Fe Institute, New Mexico.

Die ersten wissenschaftlichen Arbeiten von Gell-Mann bezogen sich auf die neu entdeckten Elementarteilchen, die zwar schnell in subnuklearen Kollisionen erzeugt wurden, aber nur langsam zerfielen. Er führte bereits 1952 eine neue Quantenzahl ein, die sogenannte Seltsamkeit (»strangeness«). Damit konnte...

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