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Austauschteilchen

5. Klasse ‐ Abitur

Austauschteilchen nennt man in der Quantenphysik die „Kraftquanten“, also die quantisierten Überträger der elektromagnetischen, der starken und der schwachen Wechselwirkung.

Für den Elektromagnetismus ist dies noch einigermaßen anschaulich: Elektromagnetische Wellen bestehen im Quantenbild aus einzelnen Paketen, die man Photonen nennt und die die Austauschteilchen dieser Wechselwirkung bzw. Fundamentalkraft darstellen. Den Ausdruck „Austausch“ kann man dabei wörtlich nehmen: Wenn sich zwei geladene Körper elektrisch anziehen, werden quantenphysikalisch betrachtet zwischen ihnen virtuelle Kraftpakete, eben Photonen ausgetauscht. Dies stellt übrigens auch sicher, dass keine physikalische Wirkung sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann – Photon reisen selbstverständlich mit Lichtgeschwindigkeit!

Austauschteilchen sind immer Bosonen, haben also ganzzahligen Spin, während die Bestandteile normaler Materie, also Elektronen und Quarks, immer halbzahligen Spin haben und damit Fermionen sind. Dies ist eine der faszinierendsten Aussagen der ganzen modernen Physik – aber leider ohne ziemlich viel höhere Mathematik nicht herzuleiten.


Schlagworte

  • #Quantenphysik
  • #Elementarteilchenphysik