Gott ist ein schwacher Linkshänder... - scinexx | Das Wissensmagazin
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Kobalt und das Problem der Symmetrie-Verletzung

Gott ist ein schwacher Linkshänder…

Im Prinzip scheinen alle fundamentalen Kräfte unseres Universums absolut symmetrisch zu sein. Die starke Kernkraft, die die Atomkerne zusammenhält, die elektromagnetische Kraft oder die Schwerkraft – sie alle bleiben auch bei einer Spiegelung im Raum unverändert. Doch es gibt eine Ausnahme.

Zwei gefilmte Gesichter werden im Computer in Echtzeit miteinander kombiniert. © MPII

Das „schwarze Schaf“ unter den fundamentalen Kräften ist die schwache Kernkraft, die Kraft, die unter anderem für den radioaktiven Zerfall zuständig ist. Zerfällt beispielsweise das Kobalt-60 Isotop, gibt es dabei Elektronen ab. Der Kobaltkern besitzt einen Spin, ein Art Eigendrehimpuls, der seine Ausrichtung festlegt. Ist der Spin nach oben gerichtet, verlassen die Elektronen den Kern bevorzugt nach links oben. Würde man diesen Zerfall spiegeln, würde die Flugrichtung der Elektronen zwar gleichbleiben, nicht aber der Drehimpuls, er zeigte dann nach unten. Das Spiegelbild dieser Zerfallsreaktion ist daher physikalisch unmöglich und die Parität – die Raumsymmetrie – dadurch verletzt.

Seltsamerweise sind diese Paritätsverletzungen in der Natur extrem selten. 99,99 Prozent aller Prozesse sind vollkommen symmetrisch, nur ein verschwindend geringer, aber eben doch vorhandener Teil ist „linkslastig“. Physiker sprechen daher auch scherzhaft davon, dass „Gott ein schwacher Linkshänder“ sei.

Bedeutet dies nun, dass die fundamentalen Kräfte der Physik doch asymmetrisch sind? Nicht unbedingt. Denn es gibt einen Trick, um die asymmetrische Spiegelung des Kobaltzerfalls doch noch symmetrisch zu machen. 1957 entdeckten Physiker, dass die Symmetrie dann erhalten bleibt, wenn man gleichzeitig zur Spiegelung im Raum auch die Ladungen vertauscht und dadurch aus den Teilchen ihr jeweiliges Antiteilchen macht. In diesem Falle bleibt der Prozess unverändert, ist also symmetrisch. Eine solche kombinierte Parität bezeichnet man auch als CP-Symmetrie (charge-parity-symmetry).

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Stand: 14.11.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Symmetrie
Geheimnisvolle Formensprache der Natur

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

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