Biology Reference
In-Depth Information
auf ein besser qualifiziertes System ... mit Doktortitel?“
9
Offenbar hat Einstein mit seiner Unvollständigkeitskritik in-
sofern recht, als die traditionelle (lineare) Quantenmechanik
mit uneingeschränkter Gültigkeit des Superpositionsprinzips
für eine umfassende Theorie der Materie mit klassischen und
nicht-klassischen Eigenschaften im Mikro-, Meso- und Ma-
krobereich nicht ausreicht. Die Hoffnung der Physiker richtet
sich daher auf eine Vereinigung aller physikalischen Grund-
kräfte und materiellen Systeme in einer gemeinsamen Theorie
der Materie.
3. Materie in der Elementarteilchenphysik
Eine Vereinigung von Elektrodynamik, Spezieller Relativitäts-
theorie und Quantenmechanik gelang in der Quantenelek-
trodynamik.
10
Bereits Diracs erster Ansatz zu einer relativi-
stisch-quantenmechanischen Wellengleichung des Elektrons
(1927/28) erwies sich als fruchtbar, da sie zu der damals
überraschenden Prognose eines Antiteilchens (Positron) führte,
das 1932 auch tatsächlich entdeckt wurde (Abb. 2). Die zu-
nächst ungewöhnliche Annahme der Erzeugung und Vernich-
tung von Teilchen-Antiteilchenpaaren in der Quantenelektro-
dynamik wird in den Experimenten moderner Elementarteil-
chenbeschleuniger mit beispielloser Genauigkeit bestätigt.
Andererseits traten seit den ersten Entwürfen zur Elektro-
dynamik typische Singularitäten auf, von denen man nicht
wußte, ob sie grundlegende Grenzen dieses Theorieansatzes
bedeuten. Gemeint sind experimentiell bestimmbare Größen
der Materie wie z.B. Massen von Elementarteilchen und
Kopplungskonstanten ihrer Wechselwirkungen, für die sich
bei Berechnungen in Quantenfeldtheorien unendliche Werte
ergeben. Zwar konnten diese Divergenzen durch Rechen-
techniken der Renormierungstheorien ad hoc vermieden wer-
den, ohne aber eine abschließende physikalische Erklärung zu
liefern.
Das Grundthema der Quantenelektrodynamik ist die
Wechselwirkung von Materieteilchen (z.B. Elektronen) bzw.
