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Raum, Zeit, Leben und Materie
von Dr.med. H.P.Seiler
15. Der Welle-Teilchen-Doppelcharakter der Elementarteilchen
Damit kommen wir zurück zur Frage nach der Struktur der Materie. Im Zuge seiner umfassenden Umgestaltung der Physik zu Beginn unseres Jahrhunderts hat Einstein auch das heute geltende Modell der Materie entscheidend beeinflußt. Er entdeckte nämlich, daß die elektromagnetische Strahlung, bei deren Beschreibung ja Maxwell mit seinem Ätherwirbelmodell ähnlich wie Kelvin mit seiner Teilchentheorie nicht mehr weiter gekommen war, nicht als reine Wellenbewegung des elektromagnetischen Feldes aufgefaßt werden kann. Die elektromagnetische Strahlung weist in Teilaspekten auch Partikelnatur auf. Die Photonen als Elementarquanten dieser Strahlung müssen somit einen eigenartige Doppelnatur von Welle und Teilchen aufweisen, indem sie diese beiden Eigenschaften in nach dem gängigen physikalischen Weltbild modellmäßig überhaupt nicht mehr vorstellbarer Weise in sich vereinigen.
Dieser Welle-Teilchen-Dualismus gilt aber im Prinzip auch für die anderen Elementarteilchen und damit schließlich auch für die Materie an sich. Die Atome lassen sich somit letztlich ebenfalls nur noch durch die komplizierten Wellenfunktionen der Quantenmechanik beschreiben.
Allerdings ist damit das Teilchenproblem auch für die heutige Schulphysik noch keineswegs vollständig gelöst und es stehen zur Zeit noch immer verschiedene Modelle zur Diskussion. Eines der interessantesten davon das Twistor-Modell des Relativitätstheoretikers Penrose: Mittels eines speziellen mathematischen Verfahrens leitet er aus dem vierdimensionalen Raum der Relativitätstheorie den Elementarteilchen entsprechende dreidimensionale Konfigurationen von Feldlinien ab. So entsteht ein mathematisch-geometrisches Teilchenmodell, das formal genau dem rotierenden Ringwirbel entspricht (s. Abb. 21).
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| Abb. 21: | Darstellung eines Elementarteilchens nach der Twistor-Theorie des Relativitätstheoretikers Penrose. Die dargestellten Strömungslinien stellen hier allerdings nicht einen Ätherwirbel, sondern eine rein mathematisch-geometrische Feldkonfiguration dar. |
Damit ist auch die schulphysikalische Teilchentheorie hundert Jahre nach Babbits Veröffentlichung auf mathematischem Wege ebenfalls auf den rotierenden Ringwirbel gestoßen. Diese Koinzidenz kann wohl kaum auf einem bloßen Zufall beruhen.
Allerdings wurde der polare Charakter dieser Struktur noch nicht erkannt. Die Ringwirbel-Feldkonfiguration wird im Twistor-Modell nicht dem Elektron-Positron-Paar, sondern dem Photon zugeordnet. Dieses Teilchen ist nach der Quantentheorie aber als neutral zu betrachten und stellt sein eigenes Antiteilchen dar (vgl. Abb. 24).
Doch kann es in dieser ersten Übersicht über mögliche Perspektiven einer zukünftigen Äthertheorie nicht um quantentheoretische Details gehen. Tatsache ist jedenfalls, daß wir in Penroses Modell lediglich die mathematischen Feldlinien durch konkrete Äther-Strömungslinien zu ersetzen brauchen, um zum Bild des rotierenden Äther-Ringwirbels zu gelangen. Dieser stellt im Kosmonenmodell aus den oben dargestellten Gründen in seinen beiden spiegelbildlichen Varianten das Elektron-Positron-Paar dar.
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