Kleine Teilchen, große Wirkung: vom Radioaktiven Zerfall bis zum Gottesteilchen

In den ersten drei Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts wurde klar, dass auch Atomkerne aus noch kleineren Teilchen aufgebaut sind. Diese sogenannten Nukleonen werden von der starken Kernkraft zusammengehalten. Die Nukleonen gibt es in zwei Varianten – den positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen, die bei Kernzerfällen ineinander übergehen können. Diese Zerfälle werden durch die schwache Kernkraft bewirkt und setzen neben Elektronen oder Positronen eine neue Art von Teilchen frei, die wegen ihrer schwachen Wechselwirkung mit anderen Teilchen als Geisterteilchen bezeichnet werden – die Elektron-Neutrinos bzw. deren Antiteilchen. Übertragen wird die schwache Kraft von den W- und Z-Bosonen. Nukleonen und Mesonen und andere Teilchen, die über die starke Kernkraft wechselwirken, werden unter dem Begriff Hadronen zusammengefasst. Ein ganzer Zoo von Hadronen wurde in Teilchenbeschleunigern erzeugt. Symmetrien in den Eigenschaften der Hadronen legten nahe, dass Hadronen eine Substruktur besitzen. Es wurde vorgeschlagen, dass Hadronen aus noch kleineren Teilchen bestehen, den sogenannten Quarks, die ihrerseits durch den Austausch von Gluonen zusammengehalten werden. Die schwache und die elektromagnetische Wechselwirkung sind oberhalb einer kritischen Temperatur zur elektroschwachen Kraft vereinigt. Eine entscheidende Rolle bei deren Zerfall in die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung spielt das „Gottesteilchen“.