Paul M. Sutter in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff
In dieser Serie erkunden wir die sonderbare, doch auch wunderbare Welt der astronomischen Fachsprache! Das Thema heute: Starke Kraft!
Die starke Kraft wurde benannt, bevor wir sie verstanden. Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts hatte man erkannt, dass Atomkerne aus Bündeln von Protonen und Neutronen bestehen. Die Protonen haben eine positive elektrische Ladung, und die Neutronen sind neutral (wie ihr Name schon sagt). Aufgrund der positiven Ladungen der Protonen sollten sie sich gegenseitig abstoßen, also musste es etwas anderes geben, eine neue Kraft, die sie im Inneren der Kerne zusammenhält.
In den 1970er Jahren erkannten Physiker, daß Protonen und Neutronen nicht fundamental sind. Vielmehr sind sie selbst eine Ansammlung aus anderen, kleineren Teilchen. Diese Teilchen bezeichnet man als Quarks, und es gibt sechs Arten: top, bottom, up, down, strange und charm.
Protonen bestehen aus zwei up-Quarks und einem down-Quark, während Neutronen aus zwei down-Quarks und einem up-Quark bestehen.
Die Quarks verbinden sich über die starke Kraft und binden sich unter anderem zu Protonen und Neutronen. Sie tun dies durch den Austausch von Gluonen – den Trägern der starken Kernkraft.
Diese Kraft ist bei weitem die stärkste der Naturkräfte, aber sie hat auch die geringste Reichweite. Ihre eigentliche Aufgabe ist es, die Quarks zusammenzuhalten. Doch bei diesem Prozess „entweicht“ ein Teil der starken Kraft aus den einzelnen Protonen und Neutronen. Es ist diese entwichene starke Kraft, die die Atomkerne zusammenhält. In diesem Fall wird die starke Kraft manchmal auch als Kernkraft bezeichnet.
Die Fähigkeit der Atomkerne, aneinander zu haften, verleiht uns die Kernenergie. Wenn man ein Element in zwei leichtere spaltet, gibt es einen Unterschied in der Energiemenge, die benötigt wird, um die neuen, kleineren Atomkerne zusammenzu-halten. Dieser Unterschied in der Energie wird freigesetzt, normalerweise in Form von Strahlung.
