Zum Tod von Steven Weinberg

Der Traum von der Weltformel

Von Manfred Lindinger
27.07.2021
, 17:47
Gigantische Experimente für subatomare Teilchen: Steven Weinberg (vorne) besucht das 
Forschungszentrum Cern bei Genf im Juli 2009
Aus seinem Traum von der Weltformel ist nichts geworden. Doch zumindest konnte er zwei der vier Naturkräfte unter einen Hut bringen. Der Physiker Steven Weinberg ist im Alter von 88 Jahren gestorben.
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Vielen Forschern kommen die besten Ideen beim Spazierengehen oder im Schlaf, wenn das Unterbewusstsein ungestört über ein Problem nachdenken kann. Der Physiker Steven Weinberg hatte seinen größten Einfall, der die Teilchenphysik revolutionieren und ihm den Nobelpreis einbringen sollte, als er 1967 in seinem roten Chevrolet Camaro zu seiner Arbeitsstelle fuhr, dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston.

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Weinberg brütete schon lange darüber, wie sich die vier existierenden Naturkräfte – die starke Kernkraft, die schwache Kraft, die elektromagnetische Kraft und die Gravitation – trotz ihrer unterschiedlichen Erscheinungsbilder unter einen Hut bringen lassen könnten. Er war überzeugt, dass die Kräfte ursprünglich wie eine einzige Elementarkraft gewirkt hatten und sich erst nach dem Urknall, in einer späteren Phase des Universums, entkoppelten.

Der rettende Kunstgriff

Hinter dem Lenkrad seines Sportwagens war Weinberg plötzlich klargeworden, dass es zumindest zwischen zwei Naturkräften eine verblüffende mathematische Gemeinsamkeit gibt. Diese erlaubte es, die elektromagnetische Wechselwirkung, die zwischen geladenen Teilchen wirkt, und die schwache Kraft, die beim radioaktiven Zerfall eine Rolle spielt, mit einem einheitlichen Formelwerk zu beschreiben. Im Büro angekommen, schrieb er seine Gedanken in einem zweieinhalb Seiten langen Artikel nieder, der in den angesehenen „Physical Review Letters“ erschien. Doch seine Ideen stießen zunächst auf wenig Interesse. Das änderte sich bald darauf, als sich herausstellte, dass zwei weitere Theoretiker – Sheldon Glashow und Abdus Salam – an demselben Problem arbeiteten.

Frisch gebackener Physik-Nobelpreisträger: Steven Weinberg am 15. Oktober 1979
Frisch gebackener Physik-Nobelpreisträger: Steven Weinberg am 15. Oktober 1979 Bild: AP

Die drei Physiker schlossen sich zusammen und entwarfen eine die schwache und die elektromagnetische Kraft vereinheitlichende Theorie, die sie elektroschwache Wechselwirkung tauften. Damit waren sie der Vereinheitlichung der Naturkräfte ein großes Stück nähergekommen. Ihre Theorie hatte aber mehrere Schönheitsfehler: Sie erforderte die Existenz von Austauschteilchen, die den Photonen der elektromagnetischen Kraft entsprechen sollten, nur dass sie Masse tragen sollten. Es sollten auch schwache Prozesse (neutrale Ströme) auftreten, bei denen sich die Ladung der beteiligten Partner nicht änderte. Das war unvereinbar mit der aufkommenden Vorstellung, dass die Materie aus drei elementaren Quarks besteht.

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Glashow „erfand“ 1970 kurzerhand ein Materieteilchen, das – anders als die bis dahin bekannten drei Quarks – bei schwachen Reaktionen entstehen sollte. Als man 1974 diesen Baustein – das Charm-Quark – tatsächlich entdeckte, und 1983 noch die ausstehenden Austauschteilchen der elektroschwachen Wechselwirkung – die W- und Z-Bosonen – das Licht der Elementarteilchenphysik erblickten, hielt die neue Theorie endgültig Einzug in die Lehrbücher. Heute bildet sie eine Säule des Standardmodells der Teilchenphysik, des Weltmodells, das den Aufbau der Materie beschreibt. Vier Jahre zuvor hatten Glashow, Salam und Weinberg den Physiknobelpreis erhalten.

Das Universum in drei Minuten

In den Achtzigerjahren versuchte Weinberg, der in New York geboren wurde und unter anderem an der University of California in Berkeley, am MIT sowie an der Harvard University wirkte und seit 1982 die Theoriegruppe an der University of Austin in Texas leitete, auch die elektroschwache Kraft und die starke Kernkraft zu vereinheitlichen – allerdings ohne großen Erfolg. Weinberg, bekennender Atheist, beschäftigte sich fortan verstärkt mit Fragen der Astronomie und Astrophysik.

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Weinberg, dessen Bedürfnis es war, neben der eigentlichen Forschung schwierige Themen allgemeinverständlich zu erklären, dürfte einem breiten Publikum vor allem durch sein populärwissenschaftliches Buch „Die ersten drei Minuten“ bekannt geworden sein. Darin beschreibt er die Entwicklung des Universums aus der Sicht der Teilchen- und Astrophysik. Steven Weinberg, der viele Auszeichnungen erhielt, hat auch im hohen Alter zu politischen und gesellschaftlichen Fragen Stellung genommen. Ende der vergangenen Woche ist der große Physiker, wie jetzt bekannt wurde, im Alter von 88 Jahren in Austin gestorben.

Quelle: F.A.Z.
Manfred Lindinger - Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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