Faszinierende Teilchen­physik

Bei Vorträgen über Teilchenphysik, Dunkle Materie und Kosmologie spürt man das große Interesse eines breiten Publikums an den grundlegenden Fragen der Physik, etwa nach Ursprung und Zukunft unseres Universums. Der Wissensdurst ist groß, doch der Weg zur Erkenntnis ist gepflastert mit physikalischen Begriffen, Formeln und Konzepten, die viele ratlos und unbefriedigt zurücklassen.

Das vorliegende Buch versucht, diese Wissenslücken zu schließen, indem es die Konzepte der Teilchenphysik und Kosmologie anschaulich und fast ohne Formeln erklärt. Dabei kommen nicht nur theoretische Konzepte zur Sprache, sondern auch Methoden, experimentelle Grundlagen und Ergebnisse sowie daraus resultierende Anwendungen, etwa in der Medizin.

Die Autoren haben einen innovativen Ansatz gewählt und präsentieren jedes Thema auf einer Doppelseite – in einfachen Worten, aber physikalisch korrekt. Dabei erleichtern schöne und anschauliche Grafiken das Verständnis. Darüber hinaus sind Fachbegriffe mit einem Verweis auf Artikel mit weiteren Details versehen.

Das Buch muss nicht zwingend von Anfang bis Ende gelesen werden, sondern eignet sich auch bestens zur punktuellen Lektüre. Dann lassen sich konkrete Wissenslücken schließen, wenn man etwa in einem Zeitungsartikel etwas über neue Messungen der Neutrinomasse liest, über die Suche nach Axionen oder mögliche Extra-Raumdimensionen. Der passende Artikel im Buch erklärt anschaulich und korrekt, was gesichertes Wissen und was Spekulation ist.

Eine durchgehende Lektüre empfiehlt sich aber allen, die wirklich alles verstehen wollen, zumal die Artikel logisch aufeinander folgen und weitgehend auf früher behandelten Themen aufbauen. Eine kleine Warnung: Schwierige Themen bleiben nicht ausgespart. Sie lassen sich aber mit Mut zur Lücke getrost überspringen. Wer aber immer schon mal wissen wollte, was es mit Eichsymmetrie, Renormierung und dem CKM-Dreieck auf sich hat oder welche statistischen Verfahren Forschende in der Teilchenphysik davon überzeugen, dass sie ein neues Teilchen gefunden haben, der wird hier fündig.

An wen richtet sich das Buch? Wer Vorlesungen hält, könnte das Buch zu Rate ziehen, um Konzepte zunächst mit einfachen Worten und Grafiken zu erklären, bevor sie mit Lagrange-Dichten und Feynman-Regeln berechnet werden. An alle, die sich für die Grundlagen der Physik interessieren, mehr über Teilchenphysik und Kosmologie wissen wollen, aber nicht in die Tiefen der Quantenfeldtheorie eintauchen möchten. Und die Schüler­frage „Woraus besteht die Dunkle Materie?“ lässt sich zwar immer noch nicht beantworten, aber Lehrkräfte können deutlich machen, was man weiß und was nicht. Und schließlich können auch Wissenschaftsjournalist:innen von diesem Buch profitieren, denn es enthält viele Beispiele dafür, wie sich komplizierte Themen anschaulich darstellen lassen.

Alles in allem ein empfehlenswertes Buch, aber keine Bettlektüre: Erst konzentriertes Lesen kann den Wissensdurst wirklich stillen und die angekündigte Faszination der Teilchenphysik spüren lassen.

Prof. Dr. Gregor Herten, Universität Freiburg