© Preußische Allgemeine Zeitung / Folge 38-09 vom 19. September 2009

Klein und unheimlich
Atome sind für den Menschen nicht direkt wahrnehmbar

Warum haben die Menschen solche Angst vor dem Atom? Was ist an den Winzlingen so gefährlich? Fragen, auf die es keine ganz einfachen Antworten gibt. Aber vielleicht liegt gerade darin der einfache Kern einer Antwort: Was kompliziert und schwer verständlich ist, macht uns eben Angst.

In der Tat ist die Welt der Atome schwer verständlich und kaum real vorstellbar. Einzelne Atome kann man nicht sehen, nicht fühlen, nicht riechen. Dennoch sind sie allgegenwärtig, denn alles, einschließlich uns Menschen selbst, besteht aus Atomen.

Die klassische Vorstellung besagt, das ein Atom aus Kern und Hülle besteht. Der Kern wiederum setzt sich aus Protonen und Neutronen zusammen, die Hülle bilden die Elektronen. Diese sind elektrisch negativ, die Protonen hingegen positiv geladen. Die Kräfte, die sie zusammenhalten, werden freigesetzt, wenn man die Kerne spaltet. Genau dies geschieht in Form einer kontrollierten Kettenreaktion in einem Atommeiler. Der Nachteil: Außer Wärme, die man ganz konventionell zum Antrieb stromerzeugender Turbinen nutzen kann, entstehen gefährlich strahlende Spaltprodukte mit langer Halbwertzeit. Sie für Tausende von Jahren sicher zu lagern, ist das bislang ungelöste Hauptproblem der Atomtechnik.

Doch zurück zum Atom. Dass es keineswegs „unteilbar“ ist, wie die alten Griechen glaubten, ist seit über 100 Jahren bekannt. Den zunächst entdeckten drei Elemen­tarteilchen Proton, Neutron und Elektron gesellten sich bald weitere, meist instabile, hinzu. Der „Teilchen-Zoo“ wurde immer unübersichtlicher, die Zweifel mehrten sich, ob Protonen und Neutronen wirklich „unteilbar“ seien. Die von Max Planck entwickelte Quantentheorie, derzufolge einige dieser rätselhaften Teilchen auch Wellencharakter haben (man weiß, dass es sie gibt, aber man weiß nie, wo sie gerade sind), machte diesen Zweig der Physik nicht gerade einfacher.

So kamen 1964 die beiden amerikanischen Physiker Murray Gell-Mann und George Zweig unabhängig voneinander auf die Idee, die Existenz so genannter Quarks theoretisch zu postulieren. Die eigentlich nichtssagende Bezeichnung entlehnte Gell-Mann dem Roman „Finnegans Wake“ von James Joyce. Experimentell nachgewiesen wurden diese seltsamen Teilchen zwischen 1969 und 1995.

Inzwischen tendieren die Physiker dahin, auch die Quarks nicht für die unteilbar kleinsten Elementarteilchen zu halten. Derzeit wird die sogenannte String-Theorie favorisiert, mit der man hofft, endlich Einsteins Relativitätstheorie mit Plancks Quantentheorie zu versöhnen und eine einheitliche „Superformel“ zu finden, die alle vier Grundkräfte der Natur (sowohl Gravitation als auch Elektromagnetismus, schwache und starke Kernkraft) vereinigt. Die Strings hat man sich als „eindimensionale schwingende Objekte“ vorzustellen, was zugegebenermaßen nicht ganz einfach ist. Offen bleibt jedenfalls, ob man vor Quarks oder Strings weniger Angst zu haben braucht als vor den guten alten Atomen.         H.J.M.