Elementarteilchen Eine Einführung für Naturwissenschaftler - Coughlan, Guy D. (Vieweg+Teubner Verlag, 1996)
In den letzten zwanzig Jahren hat unser Verständnis des Mikrokosmos enorm zugenommen. Wir besitzen jetzt ein überzeugendes Bild der grundlegenden Struktur der Materie, beschrieben durch wenige Sorten punktförmiger Elementarteilchen. Wir kennen auch eine umfassende Theorie der Kräfte, die zwischen diesen Teilchen wirken, von der wir glauben, daß sie die gesamte Physik mit Ausnahme der Schwerkraft beschreibt. Es scheint, als bestünde die Materie aus zwei Spezies von Teilchen: Quarks und Leptonen. Dies sind die Grundbausteine der Materie, uns Menschen inbegriffen. Für die Theorie, die das mikroskopische Verhalten dieser Teilchen beschreibt, hat sich in den letzten Jahrzehnten der Name Standardmodell eingebürgert. Das Standardmodel liefert eine genaue Beschreibung der elektromagnetischen Kraft, der Schwachen Kernkraft (die für den radioaktiven Zerfall verantwortlich ist) und der Starken Kernkraft (die die Atomkerne zusammenhält) und ist dabei erstaunlich erfolgreich; alle Experimente haben seine detaillierten Voraussagen bestätigt. Das Standardmodell beruht auf dem Prinzip der Eichsymmetrie. Dies bedeutet, daß die Eigenschaften und die Wechselwirkungen der Elementarteilchen durch fundamentale Symmetrien und den mit ihnen zusammenhängenden Erhaltungssätzen bestimmt werden. Die Starke, die Schwache und die elektromagnetische Kraft sind allesamt Eichkräfte. Sie werden durch den Austauch von sogenannten Eichbosonen übermittelt: Letztlich sind diese z. B. für die Wechselwirkung zweier elektrisch geladener Teilchen oder für die Kernprozesse im Innern der Sonne verantwortlich. Versuche, die vierte verbliebene Kraft - die Schwerkraft - im Rahmen der Eichtheorien zu verstehen, sind bislang fruchtlos geblieben