Quanten und Relativität

Zusammenfassung

Die Quarks im Inneren eines Protons oder Neutrons haben mittlere Geschwindigkeiten, die von der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit sind. Wir müssen also einen theoretischen Rahmen finden, in dem sowohl die Quantenmechanik als auch die spezielle Relativitätstheorie gleichermaßen Eingang finden: die relativistische Quantenfeldtheorie. Dabei führt die mögliche Umwandlung von Energie in Masse zusammen mit der quantenmechanischen Unschärferelation zu neuen Phänomenen: virtuelle Teilchen entstehen für kurze Zeiten im Vakuum, Antiteilchen tauchen auf und Kraftfelder werden durch Wechselwirkungsteilchen ersetzt. Mit den Feynman-Graphen gelingt es uns, eine Übersicht über all diese Phänomene zu entwickeln, und das Eichprinzip liefert schließlich ein universelles Kochrezept für die Formulierung aller bekannten Wechselwirkungen mit Ausnahme der Gravitation.