96 5Forschen für die Zukunft Die Physik bleibt nie stehen: Weltweit arbeiten Forschende an neuen Ideen und Entdeckungen. Auch wenn es nicht leicht ist alles nachzuvollziehen, ist es wichtig zu wissen, was die Wissenschaft heute bewegt. Was verstehen wir unter „Grundlagenforschung“? Grundlagenforschung bedeutet, dass Forscherinnen und Forscher etwas über die Natur herausfinden wollen, ohne dass es sofort eine praktische Anwendung gibt. Es geht darum, die Welt besser zu verstehen. Später können aus solchen Entdeckungen aber neue Technologien entstehen (Abb. 96.1). Ein bekanntes Beispiel ist die Teilchenphysik. Dort wird untersucht, woraus die kleinsten Bausteine der Materie bestehen und wie diese miteinander wechselwirken. Diese Bausteine nennt man „Elementarteilchen“. Wir wollen verstehen: Wie ist Materie aufgebaut? Wie ist das Universum entstanden? Dafür werden Teilchen in Teilchenbeschleunigern (Abb. 96.2) mit fast Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschossen. Beim Zusammenstoß entstehen neue Teilchen, die sonst nicht gesehen werden können (Abb. 96.3). So wurde herausgefunden, dass Protonen und Neutronen selbst nicht „unteilbar“ sind, sondern aus noch kleineren Teilchen bestehen: den Quarks (Abb. 96.4). Auch wenn das sehr abstrakt klingt, gab es daraus schon nützliche Folgen für unseren Alltag: Am CERN (= Europäische Organisation für Kernforschung) wurde zB das Internet erfunden, damit Forschende ihre Ergebnisse schneller austauschen konnten (Abb. 96.5). In der Theoretischen Physik überlegen Forscherinnen und Forscher wie die Gesetze der Natur mithilfe von mathematischen Modellen beschrieben werden können. Dazu zählen auch Ideen zur Vereinheitlichung der Wechselwirkungskräfte zwischen Teilchen der Materie. Recherchiere und gestalte eine Mindmap: Welche praktischen Anwendungen verdanken wir den Forschungen der Teilchenphysik? Weitere Fragen der Grundlagenforschung sind zB: • Was ist die nicht sichtbare „Dunkle Materie“, die das Verhalten mancher Himmelskörper erklären kann? (Abb. 96.6) • Wie funktioniert die Gravitation? • Können wir die Arten von Wechselwirkungen zwischen Teilchen in einer „Theorie von Allem“ beschreiben? 96.1 Du kannst dir die Grundlagenforschung wie einen Baumstamm vorstellen. Zukünftige Anwendungen sind wie die Früchte auf dem Baum. Anwendung angewandte Forschung Grundlagenforschung 96.2 Im 27km langen Large Hadron Collider (LHC) der Forschungsanlage CERN wird die Entstehung neuer Teilchen erforscht. 96.3 Teilchen-Kollision und Entstehung neuer Teilchen in einem Experiment des LHC (Detektorbild). A1 96.4 Die uns bekannte Materie ist aus Elektronen, Quarks und Gluonen aufgebaut. Elektron … Gluon Proton Neutron u … up-Quark d … down-Quark e d u d u d u 96.5 1990 wurde am CERN das Internet erfunden. 96.6 Sichtbare Materie einer Galaxie – Gibt es auch „Dunkle Materie“? Zusatzmaterial vj98uv Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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