Willkommen in der Planckwelt

                        Interview in Hamburg

IZ:
Willkommen in Hamburg !   Hier am Desy wurden 1969 erstmals die Gluonen als Botenteilchen der
starken Kernkraft nachgewiesen. In unserem Interview in München haben Sie Ihr neues Standardmodell
mit dem Massenspektrum der Elementarteilchen vorgestellt. Was mir daran besonders gut gefällt,
ist der einfache Zusammenhang von Vakuumerwartungswert v = 246 GeV,
Topquark,   Higgsboson und Z-Boson.

   v e^-1/3       v e^-2/3       v e^-3/3
   177 GeV        126 GeV       91 GeV

Die Neutrinos , die Gluonen und die Photonen haben im Standardprogramm keine Masse .
Wir wollen uns über die rätselhaften Neutrinos unterhalten und auch über
die 11 Dimensionen der Stringtheorie.

Autor:
Alle 3 Neutrinos haben Masse. Das ist das Ergebnis langer aufwendiger Experimente tief
unter der Erde. Und es ist das erste Experiment, für das das Standardmodell keine Erklärung hat.
Neutrinos oszillieren. Die Sensation ist, dass Neutrinos nur oszillieren können, wenn es 4 Neutrinos
gibt. Und jetzt gibt es zwei Möglichkeiten.   Das 4. Neutrino ist ein steriles Teilchen und wirkt nur
durch die Gravitation, oder es hat zusätzlich eine schwache Ladung, dann muss es aber auch
ein viertes geladenes Lepton geben.   Und wenn es ein schweres Tauon gibt, dann muss es auch
ein schweres Bottom-Quark geben.   Und wenn das alles zutrifft, dann gibt es eine 4. Teilchenfamilie.

IZ:
Das ist natürlich eine schwerwiegende Behauptung .   Ein 4. Neutrino oder Anti-Neutrino kann es nur
geben, wenn die Masse des 4. Neutrinos größer ist als die halbe Masse des Z-Bosons.
Das hat man schon vor 30 Jahren nachgewiesen .   Das ist ein Dogma, und es wird schwer sein,
gegen dieses Dogma anzugehen. Wie wollen Sie zeigen, dass das 4. Neutrino eine Masse
von > 46 GeV haben soll. Das ist doch ein gigantischer Wert für ein Neutrino oder Anti-Neutrino .
Es würde viele Probleme lösen, wie das der Dunklen Materie oder das der Antimaterie .

Autor:
Wir müssen unterscheiden zwischen den kosmischen Neutrinos, die uns auf der Erde erreichen und
den künstlich erzeugten Neutrinos, wie sie im KATRIN- Experiment in Karlsruhe erzeugt werden.
Die Obergrenzen der Neutrino-Massen beim KATRIN-Experiment sind < 2 eV ,   < 170 keV und < 18 MeV.
Auf MeV bezogen sind das              2x 10^-6 ,       1,7x 10^- 1   ,       1,8x 10^1 ,       ( 4,6 x 10^4 ).
Eine logarithmische Abschätzung zeigt, dass bei einer starken Massenhierarchie der Neutrinos
von e^2 wegen der fehlenden elektrischen Ladung ein Wert von > 46 GeV für das 4. Neutrino
durchaus vorstellbar ist.

IZ:
O.k. ich akzeptiere die Abschätzung , auch wenn es mir schwer fällt .   Gibt es auch Anhaltspunkte für eine
superschwere Schwester des Tauons ?

Autor:
Auch die gibt es.    Es sind mysteriöse Zerfallsreaktionen, die beim TeVatron, dem derzeit größten
amerikanischen Beschleuniger, gefunden wurden.   Bei einer Kollisionsenergie von 800 GeV wurden
mehr Myonen als das Standardmodell zulässt außerhalb der Wechselwirkungszone gemessen.
Wenn Sie wollen war das auch ein experimentelles Ergebnis jenseits des Standardmodells.

IZ:
Und wie sieht das bei den Quarks aus ?   Welchen Wert hätte das superschwere Bottom-Quark ?

Autor:
Das ist eine sensationelle Überraschung. Wenn Sie im neuen Standardprogramm extrapolieren
hin zu einer 4. Quarkfamilie , dann hat das superschwere Bottom-Quark die gleiche Masse wie das
Top-Quark.   Vielleicht erklärt das auch die seltsamen Probleme beim Bestimmen der elektrischen
Ladung des Top-Quarks.

IZ:
Das wäre natürlich eine Sensation, wenn Mesonen der 4. Familie nach und nach experimentell
nachgewiesen werden könnten. Es gibt ja noch genug Platz unter dem Vakuumerwartungswert
im neuen Standardmodell der Elementarteilchen.   Die viel beschriebenen supersymmetrischen
Teilchen scheint es offenbar nicht zu geben.
Kommen wir zu den 11 Dimensionen der Stringtheorie.
Die Superstringtheorie gilt ja als die heimliche Weltformel, weil sie angeblich die Gravitation mit
einschließen soll.   7 Raumdimensionen sollen aufgewickelt sein unterhalb der Plancklänge.
Wie ist Ihre Meinung dazu ? Leben wir statt in 4 in 11 Dimensionen ?

Autor:
Es ist ja immer wieder interessant zu lesen , dass im Standardmodell die Gravitation keine Rolle spielen soll.
Dabei hat jedes Elementarteilchen, außer dem Photon und dem Gluon, eine Masse.   Das Problem ist doch,
dass man die experimentell ermittelten Massenwerte nicht erklären und von einer Naturkonstante
ableiten kann.   Im Standardmodell hat jedes Teilchen die Masse 0 .   Deswegen ist ja der Nachweis
des Higgsbosons so wichtig.   Es soll den Teilchen Masse verleihen . Wie dann unterschiedliche Massenwerte
zustande kommen, bleibt dann weiterhin ein Rätsel.

IZ:
Sie sind ja ein Verfechter des Higgs-Bosons und weisen ihm ja im neuen Standardmodell mit
126 GeV eine bestimmte Stelle zu.     Für Sie ist der Ursprung der Masse in der Thermodynamik
begründet und Sie können mit den Entropiequanten das Massenspektrum der Elementarteilchen
zwanglos erklären.   Welche Rolle spielt für Sie dann das Higgs-Boson im Standardmodell ?

Autor:
Das Higgs-Boson ist das einzige Skalarboson . Es hat keinen Spin und keine Ladung.
Das Higgs-Boson ist eine Singularität in der Raum-Zeit.   Es ist das kleinste Schwarze Loch , und
für mich ein Bote aus der 5. Dimension jenseits von Raum und Zeit. Das Higgs-Boson wechselwirkt
nur durch die Gravitation , und es besteht aus reiner thermodynamischer Energie.
Das Photon hingegen besteht aus reiner Wirkung. Wir kennen die berühmte Formel E= h ν von Einstein.
Der Dualimus   Materie – Licht , Teilchen – Welle gilt auf der höheren Ebene auch für das Higgs-Boson und
das masselose Photon.    Die anderen Elementarteilchen tragen Wirkung und Information , wobei wir
Information als Negentropie verstehen .

IZ:
Sie weisen also dem Higgs-Boson im Standardmodell die Rolle des kleinsten Schwarzen Lochs zu, jenseits
von Raum und Zeit und nicht die Rolle des Masselieferanten für die anderen Teilchen des Standardmodels.
Das Higgs-Boson hält sich versteckt in der 5. Dimension, und deshalb ist es so schwer zu finden.
Das ist ein interessanter Gedankengang,   den man verfolgen sollte.
Was halten Sie vom Higgs-Mechanismus , der seit 50 Jahren diskutiert wird ?

Autor:
Der Higgsmechanismus ist abgeleitet vom Modell der Supraleitung mit der spontanen
Symmetriebrechung in der vierdimensionalen Raumzeit.
Ausgangspunkt ist der Lagrange-Formalismus L dt , den ich auf 5 Dimensionen erweitern würde
durch Einbeziehen der Thermodynamik.

IZ:
Wie erklären Sie eigentlich die anderen 6 Dimensionen der Stringtheorie, die ja auf Plancklänge eingerollt sein
sollen . Wie soll man sich diese Dimensionen überhaupt vorstellen ?

Autor:
Wir denken in räumlichen Dimensionen, Da bei der normalen vierdimensionalen Raumzeit kein Platz
mehr ist für weitere Raumdimensionen, bleibt nur die Plancklänge übrig. Dort werden die
6 Dimensionen aufgewickelt . Sie sind damit den Experimenten nicht zugänglich, und die
Stringtheorie bleibt eine mathematische Theorie mit hoher Symmetrie. Wie kommt man aus diesem
Dilemma heraus ?   Der Dimensionsbegriff ist weiter zufassen. Dimensionen sind ganz allgemein
Freiheitsgrade physikalischer Größen . Das können auch Ladungen sein.    Wenn wir die 6 inneren
Dimensionen als Ladungen im sechsdimensionalen Ladungsraum verstehen,   dann haben wir den Bezug
zur heutigen Physik .

IZ:
Quarks und Leptonen bestehen dann Ihrer Meinung nach aus Ladungen .   Quarks bestehen
aus 6 Ladungen, geladene Leptonen aus 5 Ladungen und neutrale Leptonen aus 4 Ladungen.   Wir können
auch sagen, dass im Wasserstoff, dem kleinsten stabilen Teilchen, das zwischen Allgemeiner Relativitätstheorie
und Quantentheorie steht , 6 Ladungserhaltungssätze gelten. Aus diesem Grund ist der Wasserstoff stabil.

Autor:
Sie haben das erfasst.   Wir können auch im Bild der Strings bleiben. Der String wäre dann ein
Boson mit 2 Fermionen am jeweiligen Ende.   Diese Fermionen wechseln ständig ihre Ladungen und der
String schwingt und hält die Ladungen auseinander, damit sie sich nicht neutralisieren.   Vergleichbar
ist das mit den Feldlinien zwischen zwei gegensätzlichen Ladungen, das Bild, das sich Faraday
ausgedacht hat. Zwischen den Quarks mit ihren Ladungen schwingt dann ein 6-dimensionaler String.
Ladungen sind sowohl Bestandteil von Teilchen als auch Quelle und Senke von Kräften.   Wenn wir die
6 Kräfte verstehen als magnetische , elektrische, schwache , starke , schwere und Quark-Lepton- Kraft
dann haben wir den Bezug zum Standardmodell . Es ist eine Sache der Interpretation.

IZ:
Das Wasserstoff-Molekül wäre dann als Zwiebel mit unterschiedlichen Schalen zu sehen. Im Lauf von
200 Jahren wurde eine Schale nach der anderen abgezogen. Die Kräfte wurden verstanden und in
den Dienst gestellt.

Autor:
Denken wir nur an das Elektron als elektrischen Ladungsträger.    1898 wurde es als Trägerteilchen der
Kathodenstrahlen entdeckt. Man lernte, es durch magnetische Kräfte zu beeinflussen und zu beherrschen.
Die Radioröhre und dann die Fernsehröhre wurden entwickelt, die den Menschen ein ganz neues
Raumzeitgefüge vermittelte.    Man konnte an Veranstaltungen teilnehmen ohne dort zu sein.
Als man dann in den letzten 60 Jahren auch noch lernte, in hochreinen Siliziumkristallen negative
und positive elektrische Ladungsträger im hoher Dichte zu platzieren,   erreichte man die totale
Kommunikation rund um den Erdball. Facebook-Süchtige können 18 Stunden am Tag vor ihrem
Laptop sitzen und mit jedem möglichen Menschen auf der Welt kommunizieren .

IZ:
Können sich die Zwiebelschalen , um im Bild zu bleiben, in ihrer Dicke verändern ?

Autor:
Das ist eine interessante Frage. Sie meinen wohl damit, ob sich die Kräfte in ihrer Stärke verändern,
so dass letztendlich eine vereinheitlichende Urkraft übrigbleibt ?
Wir sollten diese Frage bei unserem nächsten Interview in Göttingen diskutieren .