Das Nobelpreiskomitee hat bekannt gegeben, dass die Physiker David Gross, David Politzer und Frank Wilczek den Physik-Nobelpreis erhalten. Ihre Arbeit hätte wesentlich zu einer umfassenden Theorie beigetragen, die zukünftig alle vier physikalischen Grundkräfte beschreiben könnte.

Wie die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften mitteilte, werden die Physiker für ihre Entdeckung der «asymptotischen Freiheit» in der Theorie von der Starken Wechselwirkung geehrt. Diese wirkt zwischen den so genannten Quarks, die subatomare Teilchen bilden. Sie hält etwa die Neutronen und die Protonen im Kern von Atomen entgegen elektromagnetischer Abstoßungskräfte zusammen und wird daher auch als «Kernkraft» bezeichnet.

David Gross von der University of California in Santa Barbara, David Politzer vom California Institute of Technology in Pasadena und Frank Wilczek vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge haben nachweisen können, dass die Kernkraft abnimmt, je näher die Quarks einander sind. In unmittelbarer Nähe zueinander verhalten sich diese subatomaren Teilchen also fast frei. Dieses Phänomen wird als «Annäherungs-» oder «asymptotische Freiheit» bezeichnet.

Entfernen sich die Quarks voneinander, nimmt die Kraft mit der sie zueinander gezogen werden dagegen zu. Die Starke Wechselwirkung könnte also mit einem Gummiband verglichen werden, dass eine um so größere Kraft ausübt je stärker es gedehnt wird.

Die Beschreibung der asymptotischen Freiheit im Jahr 1973 führte zur Theorie der Quantenchromodynamik. Mit ihrer Hilfe konnten Physiker erklären, warum nur extrem hochenergetische Quarks sich verhalten können wie freie Teilchen. In den Protonen und Neutronen im Atomkern kommen sie dagegen nur zu zweit oder dritt gebunden vor.

Zukünftig hoffen Physiker eine Theorie finden zu können, die alle vier physikalischen Grundkräfte vereint. Dazu gehören die elektromagnetische Kraft, die Schwache Wechselwirkung, die etwa zu radioaktiven Zerfallsprozessen führt, die Starke Wechselwirkung sowie die Schwerkraft.

Der Nobelpreis ist mit etwa 1,1 Millionen Euro dotiert. Die Medaillen werden am Todestag von Alfred Nobel, dem 10. Dezember, in Stockholm überreicht. (nz)