Und sie sind sehr, sehr klein. Man kann sie also nicht wirklich sehen. Trotzdem siehst du eine.
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Lassen Sie uns tief graben und uns selbst kennenlernen.
Ihr Körper besteht aus Organen. Haut, Gehirn, Herz, Leber, das Übliche. Diese Organe sind aus Geweben aufgebaut. Diese Gewebe bestehen aus Zellen, einer wunderbar komplizierten biologischen Maschinerie, die DNS-Stränge in – nun ja – dich verwandelt. Die Biologen sagen mir, dass dies ein ziemlich komplizierter Prozess ist, also überlasse ich es ihnen, die Details zu erläutern (Wortspiel beabsichtigt).
Im Inneren der Zellen befinden sich die Moleküle, Gruppen von Atomen, die durch chemische Kräfte miteinander verbunden sind. Die Atome selbst bestehen aus einem kleinen, dichten Kern, der von Wolken von Elektronen umgeben ist. Wir ignorieren die Elektronen vorerst und tauchen in den Kern ein.
Jeder Kern besteht aus zwei Arten von Teilchen, Protonen und Neutronen, die durch die starke Kernkraft zusammengehalten werden. Wenn du dich jemals gefragt hast, warum Atomkerne nur so groß werden können, dann liegt das daran, dass das die Grenze der Reichweite der starken Kraft ist.
Aber das, was die Kerne zusammenhält, ist nicht direkt auf die starke Kraft zurückzuführen. Stattdessen sind die Protonen und Neutronen selbst nur Ansammlungen von anderen, noch kleineren Teilchen. Diese kleineren Teilchen sind so stark aneinander gebunden, dass diese Bindung über die Grenzen der Protonen und Neutronen hinaus „durchsickert“ (in Ermangelung eines besseren Begriffs) und die Existenz von Atomen ermöglicht.
Diese kleineren Teilchen, aus denen die Protonen und Neutronen bestehen, werden Quarks genannt, und sie sind seltsam.
Insgesamt gibt es sechs Arten von Quarks, und sie haben alle herrlich schräge Namen: up, down, top, bottom, strange und charm. Jedes von ihnen hat eine andere Masse, und jedes interagiert mit dem Rest des Universums auf seine eigene Art und Weise. Die beiden leichtesten, das Up und das Down, sind bei weitem die häufigsten und befinden sich im Inneren der Protonen und Neutronen.
Ein Proton besteht aus drei Quarks, nämlich zwei Ups und einem Down. Das Neutron ist umgekehrt, mit zwei Downs und einem einsamen Up. Die Quarks können sich aufgrund der einzigartigen Eigenschaften der starken Kernkraft in Dreiergruppen anordnen, und da die Up- und Down-Quarks am häufigsten vorkommen, sind Protonen und Neutronen in unserem Universum sehr zahlreich.
Es ist möglich, ein Neutron in ein Proton umzuwandeln und umgekehrt, und zwar durch eine andere Kraft, diesmal die schwache Kernkraft. Diese Kraft hat die einzigartige Fähigkeit, eine Art von Quark in ein anderes zu verwandeln. Wenn also beispielsweise ein Proton von einem subatomaren Teilchen mit ausreichender Energie getroffen wird, kann die schwache Kernkraft eines seiner Up-Quarks in ein Down-Quark verwandeln und das Proton in ein Neutron umwandeln, wodurch das Atom in ein anderes Element umgewandelt wird.
Voila: Kernzerfall.
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