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Was geschah beim Urknall?

Die Suche nach dem "Stein der Weisen"

Das Guinness- Buch der Rekorde kommt für sie nicht in Frage, denn Rekorde gehören zum Alltag der Physiker am Brookhaven National Laboratory (BNL) auf Long Island, New York. So nehmen sie es beispielsweise mit Gelassenheit hin, dass ihr Speicherring RHIC die heißesten Spots des gesamten Planetensystems erzeugt: 300 Millionen Mal heißer als die Oberfläche der Sonne, allerdings auch viel kleiner – nämlich nur ein Hunderttausendstel Nanometer im Durchmesser.

Man muss schon weit in die Vergangenheit zurückgehen – etwa 14 Milliarden Jahre – bis man wieder auf so heißes Material stößt. Damals jedoch gab es nichts anderes: Der Urknall war soeben vorbei, und nun bestand das gesamte Universum aus einem etwa zehn Kilometer dicken Feuerball mit einer Temperatur von rund einer Billion Grad. Es gab noch keine Protonen und Neutronen, wie wir sie heute kennen. Dafür war es wenige Mikrosekunden nach dem Urknall viel zu heiß.

Im neugeborenen All existierte nur eine superdichte, extrem energiereiche Mischung aus Quarks und Gluonen, die explosionsartig auseinanderflog und sich dabei abkühlte. Innerhalb kürzester Zeit begannen sich die Quarks zu den unterschiedlichsten Teilchen zusammenzuballen. Schon nach wenigen Sekunden entstanden erste Atomkerne – damit war das Fundament für den Kosmos gelegt.

Diese Schilderung von der Entstehung der Welt klingt abenteuerlich, und in der Tat beruht sie lediglich auf indirekten Schlussfolgerungen, die man aus der Beobachtung unseres heutigen Universums zieht. Trotzdem meinen die Physiker, dass ihre Theorie die damaligen Abläufe korrekt beschreibt. In der Physik gilt aber letztlich nur das Experiment; deshalb liegt den Forschern sehr daran, die Vorgänge kurz nach dem Urknall im Labor nachzuahmen.

Ein sagenumwobener Stoff spielt dabei eine wichtige Rolle: Im Mittelalter wollten die Alchimisten mit dem Stein der Weisen aus unedlen Metallen Gold machen. Heute versuchen es die Forscher umgekehrt: Sie zertrümmern Goldatome, um den „Stein der Weisen“ und damit die Lösung der letzten Welträtsel zu finden. Die Hauptfragen: Woraus besteht die Materie und damit auch wir selbst? Wie ist das alles entstanden?

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Stand: 23.01.2004

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Urknall im Speicherring
Teilchenphysiker auf der Suche nach dem Ursprung des Universums

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Was geschah beim Urknall?
Die Suche nach dem "Stein der Weisen"

Feuerball mit Lichtgeschwindigkeit
Mit Teilchenschleudern zurück zum Anfang

Gell-Mann bringt Ordnung in die Theorie
Die Grundlagen der Teilchenphysik

"Wir überschreiten die Grenzen der Erkenntnis"
Der Ringbeschleuniger RHIC

Teilchen - geboren aus dem Inferno
Ein Detektor kehrt die Zeit um

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