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Kennzeichnend für die spontane Symmetriebrechung eines
Systems ist die kritische Größe eines Kontrollparameters, der
eine physikalische Randbedingung eines Systems (z.B. Energie)
repräsentiert. Im Rahmen der physikalischen Kosmologie
wird die SU(2)xU(1)-Symmetrie als ein realer Zustand des
Universums gedeutet, der in einem bestimmten Entwicklungs-
stadium unter bestimmten Temperatur- und Energiebedin-
gungen des Universums geherrscht haben muß. Das Universum
selber wird also dabei als gigantisches Hochenergielaborato-
rium aufgefaßt, dessen Symmetriezustände in unseren irdischen
Laboratorien teilweise „nachgemacht“ werden können. Aller-
dings beinhaltet die SU(2)xU(1)-Symmetrie insofern keine
vollständige Vereinigung der schwachen und elektromagneti-
schen Kräfte, da sie jeweils für beide Kräfte eine eigene Sym-
metriegruppe vorsieht, der jeweils eine eigene Koppelungs-
konstante der beiden Wechselwirkungen entspricht. Um die
Einbettung der schwachen und elektromagnetischen Kräfte in
eine höhere Symmetriegruppe studieren zu können, muß zu-
nächst die Symmetrie der starken Kräfte bestimmt werden.
Die starke Kraft war als Kernkraft bekannt, die Proton und
Neutron im Atomkern zusammenhält. In den 50er und 60er
Jahren entdeckte man eine Fülle von neuen Teilchen, die mit
der starken Kraft in Wechselwirkung standen, erzeugt und
vernichtet wurden und deshalb Hadronen (gr. hadros = stark)
hießen. Mit stärkeren Teilchenbeschleunigern und Energien
ließen sich immer weitere Hadronen erzeugen.
Heute wird die Vielfalt der Hadronen, die mit starken Kräf-
ten wechselwirken, auf die Symmetrieeigenschaften weniger
Grundbausteine zurückgeführt. Gemeint sind die sogenannten
Quarks, deren Freiheitsgrade als ,Farbzustände' illustriert
werden. So ist ein Baryon (z.B. Proton und Neutron) aus drei
Quarks aufgebaut, die durch drei verschiedene Farbzustände
,Rot', ,Grün' und ,Blau' unterschieden sind. Diese Farben sind
in dem Sinne komplementär, als ein Hadron neutral bzw.
,farblos' gegenüber seiner Umgebung ist. Dieser Gesamtzu-
stand bleibt bei globaler Transformation aller Quarks um den
gleichen ,Farbwinkel' erhalten. Allerdings werden bei nur lo-
