Ich gebe zu, es hat lange gedauert (ursprünglich dachte ich, dass ich in dieser Serie etwa 7 Teile brauche, bis wir hier ankommen), aber nun haben wir aus unserer Quantenfeldtheorie etwas Faszinierendes abgeleitet: Anziehungskräfte zwischen Objekten können dadurch entstehen, dass sie mit einem Quantenfeld wechselwirken. Unser φ-Feld sorgt für eine anziehende Wechselwirkung, die Energie ist negativ. Und nimmt man an, dass so ein Feld für die Kernkraft verantwortlich ist, bekommt man einigermaßen plausible Resultate heraus und kann sogar ein neues Elementarteilchen vorhersagen.
Aus dem Alltag kennen wir eine andere anziehende Wechselwirkung: Die Schwerkraft. Hier ist die Reichweite allerdings unendlich – die Energie fällt wie 1/r ab, so dass wir annehmen müssen, dass das zugehörige Quantenfeld (die Gravitonen) keine Masse hat.
Wir kennen aber auch eine Wechselwirkung, die anders funktioniert, bei der sich nämlich gleichartige Quellen (Ladungen) abstoßen: Die elektrische Kraft. Auch sie hat unendliche Reichweite, denn die vermittelnden Teilchen sind die masselosen Photonen – und anders als bei der Schwerkraft kennen wir hier die zugehörige Quantenfeldtheorie auch sehr genau.
Woran liegt es, dass Kernteilchen sich anziehen, gleiche elektrische Ladungen sich abstoßen, aber Massen wiederum immer anziehend wirken? Lässt sich das auch mit der Quantenfeldtheorie wiedergeben?
Die gute Nachricht lautet: Ja, das geht. Ein subtiles Wechselspiel zwischen Relativitätstheorie und dem berühmten “Spin” von Teilchen (und Quantenfeldern) sorgt genau für das richtige Vorzeichen der Kraft. Ob es mir gelingt, das zu erklären? Warten wir’s ab…
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