Was ist das Kleinste und was das Größte?

Ein Boson ist das Kleinste und das Universum das Größte.

V1.1

„Mir gefällt der Begriff der Welt als die Gesamtheit des physikalischen Universums sowie alles Seienden, das sich innerhalb dieses Universums als existierend wahrnehmen oder annehmen lässt.“ schrieb ich in meinem Beitrag zum Urknall aus einem Punkt.

Da ich meine, dass der uns umgebende Kosmos keine Grenzen in Raum und Zeit besitzt, also unendlich groß ist, kann er mit dem Universum gleichgesetzt werden. Die ganze Welt ist somit für mich an purer Raumgröße nicht zu übertreffen. Von den Gedanken an Paralleluniversen, die irgendwie außerhalb auf einer anderen Seinsebene existieren sollen, halte ich nichts. Die meisten Theorien zu unserem Universum lassen sich schon nicht wirklich verifizieren, aber die Theorien über Paralleluniversen sind grundsätzlich unbeweisbar.

Unsere Welt ist für mich die größte vorstellbare Struktur.

Im Allerkleinsten bleibt es auch immer noch spannend. Schon oft dachten die Menschen, sie hätten jetzt das allerkleinste unteilbare Teilchen gefunden. Zuerst hielt man das winzig kleine Atom für den kleinsten unteilbaren Baustein der Materie. Dann entdeckte man weitere Teilchen aus denen das Atom zusammengesetzt ist. Neben der negativ geladenen Hülle aus Elektronen ist da noch der positiv geladene Kern aus Positronen und Teilchen ohne Ladung, den Neutronen. Doch auch damit war die Grenze zum Kleinsten noch nicht erreicht. So ließen sich die Kernbausteine nocheinmal in sogenannte Quakrs zerlegen. Die Quarks sollen aber jetzt unteilbar sein und werden somit genau wie weitere entdeckte sehr kleine Teilchen die verschiedenen Leptonen (z.B. Elektron) und Bosonen (z.B. Photon), die Übertragerteilchen der 4 Grundkräfte, als Elementarteilchen bezeichnet. Das Higgs-Boson ist auch ein Übertragerteilchen, nimmt aber eine Sonderstellung ein.

Im Bild unten, Standardmodell der Elementarteilchen, finden sie eine Übersicht der Grundbausteine der Materie.

STANDARTMODELL DER ELEMENTARTEILCHEN IN EINER DARSTELLUNG DES FERMI LAB. BILD: FERMILAB, WIKIMEDIA | LIZENZ: PUBLIC DOMAIN

Die Elektronen sind gut erforscht. Trotz aller Versuche eine räumliche Ausdehnung festzustellen, gelang dies bisher nicht. Es sind punktförmige Teilchen. Kleiner als punktförmig ohne Ausdehnung geht es logischer Weise nicht, oder? Trotzdem sollen die Elektronen eine winzig kleine Masse haben, die es den Elektronen nicht erlaubt sich mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen. In irgend einem Raum muss sich diese Masse ja „aufhalten“ können, deshalb denke ich es geht noch kleiner. Die Geschwindigkeitseinschränkung haben die Photonen nicht. Sie übertragen die elektromagnetischen Kräfte. Die Photonen besitzen keine Ruhemasse. Man kann sie als Welle aus reiner Energie auffassen, oder auch ihre Wirkung als Teilchen beobachten.

Das Lichtteilchen ist mein perfekter Kandidat für die Beantwortung der Frage nach dem Kleinsten.

Die Wissenschaftler wären nicht die Wissenschaftler, wenn sie jetzt aufhörten zu forschen. Sie gehen in der Stringtheorie davon aus, dass die Partikel nicht wie bisher angenommen als Teilchen im Sinne von Punkten aufgebaut sind, sondern vibrierende, eindimensionale Objekte, sogenannte Strings sind. Ihre Größenordnung wird in Plancklänge gemessen. Diese beträgt ca. 10−35 m. Diese Partikel, die Strings wären nocheinmal um den Faktor 100000000000000000000 kleiner als der Durchmesser eines Protons ist.

Die vibrierenden eindimensionalen Strings aus purer Energie bilden für mich die gedankliche Brücke zwischen Materie und Energie. Alles ist Energie könnte man sagen. Leider konnten diese Annahmen aber noch in keinem Experiment bestätigt werden. Alles was wir Menschen erkennen können muss größer sein, als das Plancksche Wirkungsquantum von 6,626 070 15 · 10−34 Js sein. Über alles, was sich unterhalb dieses Quantums abspielt, können wir keine Aussagen machen. Dieses Problem verhindert auch die Verifizierung einzelner Voraussagen in der Stringtheorie.

Diese Strings, und zwar das kleinste davon, das mit der kürzesten Schwingungsperiode, wäre mein Kandidat für das Kleinste Objekt in unserer Welt. Doch leider ist das reine Spekulation und scheidet deshalb als Antwort auf die Frage nach dem Kleinsten aus.

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