Quantenphysik

Wissenschaftler haben offenbar den Beweis erbracht hat das eines bis dahin für fundamental gehaltenes Naturgesetz doch nicht immer gültig ist und liefern somit womöglich die Lösung für eines der größten Rätsel der modernen Physik.

Eine Aktion für immer zu einer Reaktion so hält beispielsweise die Schwerkraft die Erde auf ihrer Laufbahn um die Sonne und das Energiegleichgewicht bleibt erhalten. Für den kleinsten Teil einer Sekunde haben Wissenschaftler am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) eine Situation erschaffen in dem die so genannte Parität nicht länger existiert.

Die Partiät wurde schon einmal verletzt

Parität war lange Zeit eines der als fundamental angenommen Gesetze der Natur. Es ist essenziell für den Standpunkt, dass das Universum weder rechts noch linksbündig ist und dass die Naturgesetze auch dann gelten wenn die Koordinaten andersherum wären. In den fünfziger Jahren haben Wissenschaftler ein so genannter schwache Kernkraft entdeckt welche für die Radioaktivität verantwortlich gemacht wurde und die das Paritäts Gesetz bricht. Jedoch wurde weithin angenommen dass die starke Kernkraft, welche verantwortlich für das Zusammenhalten aller subatomaren Partikeln, trotz allem den Gesetzen der Parität unterliegt.

Nun jedoch scheint dieses Gesetz gebrochen worden zu sein. Das Team um Jack Sandweiss erschuf ein so genanntes Quark-Gluonen Plasma – eine Art Suppe die dazu führt wenn denn eine genügend hohe Energie erreicht wird, dass die Protonen und Neutronen in ihre Bestandteile Quarks und Gluonen – die eigentlichen fundamentalen Bestandteile unserer Welt – zerfallen.

Haben die Wissenschaftler dieses Quark-Gluonen Plasma durch Gold-Atom Kerne, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschossen wurden. Das dabei entstandene winzige Bläschen Plasma ist so Energiereich, dass ein Stecknadelkopf dieser Substanz reichen würde um die USA ein ganzes Jahr mit Energie zu versorgen.

4 Milliarden Grad Celsius

Theoretiker glauben das diese Art Quark-Gluonen Plasma welches eine Temperatur von 4.000.000.000 °C hat kurz nach dem Urknall existiert hat als das Universum gerade mal eine Sekunde Alt war. Die Plasma Blase die am RHIC erschaffen wurde existiert in millionsten millionsten millionsten Bruchteil einer Sekunde. Das Energieproblem unserer Welt wird dieses Plasma also nicht lösen können. Dennoch hofft das Team dass sie von dieser Blase mehr über die Struktur des Universums zu erfahren können. Es ist sogar denkbar, dass das gesamte Universum aus einer solchen Suppe geformt wurde.

Da jedes geladene Teilchen ein Magnetfeld erzeugt und die Stärke dieses Magnetfeldes abhängig von der Energie des jeweiligen Teilchen ist, war es das Magnetfeld, dass die Wissenschaftler alarmierte, dass die Parität verletzt sein könnte. Das erzeugte Magnetfeld war nämlich so stark, dass es als das stärkste jemals erschaffene Magnetfeld gilt.

„Etwas sehr interessant das ist unter diesen extremen Bedingungen passiert“, sagt Sandweiss. „Paritätsverletzungen sind nur sehr schwer zu entdecken, aber ein Magnetfeld in Verbindung mit einer Paritätsverletzung war der Auslöser für einen sekundären Effekt den wir beobachten konnten.“

Die Wissenschaftler bemerkten das sich Quarks mit den selben Eigenschaften, gleich verhielten. Das klingt nun nicht besonders überraschend. Allerdings bemerkte die Wissenschaftler, dass die Up-Quarks den Feldlinien entlang nach oben wanderten, die Down-Quarks hingegen entgegengesetzt der Magnetfeldlinien nach unten wanderten. Und diese Entdeckung, dass die Quarks einen Unterschied in der Richtung machen konnten, ließ die Wissenschaftler auf die Idee kommen, die Parität sei verletzt worden.

Das Team um Sandweiss zögerte ein ganzes Jahr bis sie ihre Ergebnisse veröffentlichten und Sandweiss fasst zusammen: „ Ich denke es handelt sich um einen realen Effekt aber wir werden mir in den nächsten Jahren wissen!“

Sollte sich jedenfalls dieser Effekt als real herausstellen könnte diese Paritätsverletzung eines der größten Mysterien in der modernen Physik lösen. Das Rätsel nämlich warum das Universum hauptsächlich aus normaler Materie besteht, wenn es denn doch am Anfang beim Urknall zu gleichen Anteilen aus Materie und Antimaterie bestand.

Die österreichischen Physik Star Prof. Heinz Oberhummer, Trio der Science Busters, hat auf deren offiziellen Homepage einen Artikel veröffentlicht, indem er anscheinend ganz schön vorrechnet wie sinnlos die Earth Hour in seinen Augen doch eigentlich ist. Klar weiß er, geht es bei dieser Aktion auch um die Symbolik, aber dennoch will er aufklären wie viel Energie denn wirklich gespart wird und somit die ganze Aktion ad absurdum führen. Seine Rechnung ist eigentlich ganz simpel und lautet wie folgt ich hab sie hier für Deutschland wiederholt:

- Durch die letzten Aktion dieser Art weiß man das der Energieverbrauch in dieser Stunde um ungefähr 2 % zurückgeht

- Jeder Deutsche Verbraucht pro Jahr ca. 6500kWh und mal 81 000 000 Deutsche macht das insgesamt 526 670 100 000 kWh

- Ein Jahr hat 8760 Stunden (365 Tage mal 24 Stunden) also ist der Stündliche Verbrauch in Deutschland ca. 60 122 157 kWh

- davon 2% sind ungefähr 1 202 443 kWh die also durch diese Aktion in Deutschland gespart werden.

Um einen Eindruck davon zu bekommen wie viel oder wie wenig das nun ist zieht er einen Vergleich mit Autos zu Hilfe. Ein Auto verbraucht ca. 1000 Liter Benzin pro Jahr, umgerechnet sind das 1000 mal 8,9 kWh/l ist gleich 8900 kWh. Und nun seine Folgerung: Anstatt diese Stunde das Licht aus könnte man doch auch einfach 10 Autos ein Jahr abmelden und hat den selben Effekt. In Deutschland wären es schon 135 Autos die abgemeldet werden müssen um den selben Effekt zu erzielen. Zusammengefasst sind seine Erkenntnisse:

• Man könnte statt eine Glühbirne für die Earth Hour abzuschalten, diese durch eine Energiesparlampe ersetzen. Die jährliche Stromersparnis würde dann ungefähr 600 Mal größer als durch die Earth Hour sein.
• Oder man könnte die Heizung im Haushalt einmal jährlich ganze 20 Sekunden weniger lang laufen lassen.
• Oder in einer Stadt wie Wien müssten gerade einmal zwei Autos abgemeldet werden.

Die Problematik mit der Glühbirne ist ja sowieso schon völlig veraltet und es hat schon jeder Begriffen, dass Energiesparlampen besser sind als Glühlampen. Und generell sind kaum noch Glühlampen im Einsatz und somit sein Vorschlag völlig hinter der Zeit. Zudem scheint er nicht verstanden zu haben, dass es bei dieser Aktion nicht auf den Einzelnen sondern auf die Gesamtheit ankommt. Sein zweiter Vorschlag hört sich ja auch toll an aber vergisst er wohl, dass JEDER Österreicher seine Heizung 20 Sekunden kürzer laufen lassen könnte. Okay eine Heizung verbraucht mehr Energie als eine Lampe. Haben wir verstanden. Aber eine Aktion bei der jeder seine Heizung für 20 Sekunden ausmacht besitzt einfach keinen Symbol wert. Und ja das mit den Autos. Also wie zuvor schon vorgerechnet müssten es in Deutschland schon mal 135 Autos sein. Und das ist ja nur für Deutschland als Mini Land was den Energie Verbrauch und die Einwohnerzahlen angeht. Wer möchte kann ja mal nachrechnen wie viele Autos es schon in den USA sind oder noch besser wie viele Autos insgesamt abgemeldet werden müssten um den selben Effekt zu erzielen wie 1 Stunde romantisches Licht aus. Ich persönlich halte nichts von Klimaschutz und würde mich selbst als Klimazweifler bezeichnen, aber dennoch finde ich, dass diese Argumentation einfach nicht schlüssig ist und man diese Aktion ganz sicher nicht wegen des Aspekts es wird zu wenig Energie gespart kritisieren sollte.

Bild von Penny B. Dreadful

Hier werde ich versuchen möglichst zeitnah über aktuelle Entwicklungen in der modernen Physik zu berichten!