Hallo Mirko,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist es nicht sehr eigenartig, dass die elektrische Ladung des Protons genau den gleichen Betrag (|e|) hat wie das des Elektrons?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ja, das ist sehr eigenartig. Das Standardmodell der Teilchenphysik gibt keine Erklärung dafür. Da muß man sich schon auf das experimentell nicht erreichbare Energieniveau einer Grand Unified Theory hinauf spekulieren. Dort kann man dann die Gültigkeit einer SU(5) Symmetriegruppe postulieren, in der jeweils 3 Quarks und ein Lepton ein Multiplett bilden. Dann läßt sich mit Symmetrieargumenten fordern, daß die Ladungen des Protons und des Elektrons (bzw. der jeweiligen Anti-Teilchen) genau gleich sein müssen, und wohl auch, daß der Universum im ganzen elektrisch neutral sein muß.
Bei diesem Thema spielt auch das Prinzip der Erhaltung der elektrischen Ladung eine Rolle. Es könnte ja sein, daß einzelne Ladungen ihren Wert verändern, oder daß welche verschwinden, so daß ein ursprünglich neutrales Universum plötzlich elektrisch geladen wäre. Das ist aber anscheinend nicht der Fall. Die Erhaltung der elektrischen Ladung ist offenbar ein fundamentales Symmetrieprinzip, das von allen Arten von Wechselwirkungen respektiert wird. (DAs gilt sonst übrigens nur noch für die Erhaltung der Farbladung bei den WEchselwirkungen der Quarks.)
Im Rahmen des Standardmodells bleiben auch die Baryonenzahl und die Leptonenzahl bei allen Wechselwirkungen erhalten. Die Vermutungen gehen aber dahin, daß es doch einen Protonzerfall geben könnte, z.B. so, daß das Proton (Baryon, +) zerfällt in ein Positron (Lepton, +) und ein Pion (Meson, neutral). Dabei bliebe die elektrische Ladung erhalten, aber wir haben ein Baryon weniger und ein Lepton mehr in der Welt. Die Grand Unified Theory würde das beschreiben. Aber auf den experimentellen Nachweis warten wir noch.
Im Ganzen scheint hier „Symmetrie“ ein wichtiges Prinzip zu sein. Im Ursprung war der Kosmos hochgradig symmetrisch, d.h.einheitlich. Aber im Lauf seiner Expansionsgeschichte traten immer mehr Symmetriebrüche auf, d.h. die Einheitlichkeit ging verloren und immer mehr Verschiedenheit zwischen den Bereichen der physischen Realität trat ein, z.B. die Differenz der elektromagnetischen und der schwachen Wechselwirkung. Daß die Ladungen des Protons und des Elektrons genau gleich sind, wäre dann sozusagen ein Überbleibsel der ursprünglichen umfassenden Symmetrie des Kosmos. Vielleicht kann man es so sagen: Im Anfang war alles ganz einfach.
Viele Grüße
Johannes
