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MURRAY GELL-MANNund der achtpfeilige Pfad. Lebensdaten: geb. 1929. Murray Gell-Mann gehört zu den wichtigsten Physikern in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, dessen visionäre Bandbreite vergleichbar ist mit der von ALBERT EINSTEIN oder NIELS BOHR. Auf ihn geht das »Quark«-Modell und die Entwicklung der Quantenchromodynamik (QCD) zurück, eine Theorie, die die Grundbausteine und Wechselwirkungen der Elementarteilchen erklärt. Sein »Quark«-Modell, das sich aus seinem als achtteiligen Pfad bezeichneten Klassifizierungsschema ableitete, setzte der Verwirrung in der Physik ein Ende, die eintrat, als an nach dem Zweiten Weltkrieg Hunderte von Elementarteilchen entdeckte. Daneben gilt Gell-Mann als einer der wichtigsten Theoretiker, der für die Einwicklung des »Standard-Modells« verantwortlich war - das die »starken« und »schwachen« Wechselwirkungskräfte in einer einzigen Theorie vereinigt. In den letzten Jahren hat er sich am Santa Fe Institute in New Mexico Fragen der Kosmologie zugewandt, in der die Teilchenphysik eine immer wichtigere Rolle spielt. Murray Gell-Mann wurde am 15. September 1929 in New York als Sohn von Arthur Gell-Mann und Pauline Reichstein geboren. Arthur Gell-Mann, ein Einwanderer aus Österreich-Ungarn, hatte sein Studium abbrechen müssen, um seine Eltern finanziell zu unterstützen. Er dernte perfekt Englisch und betrieb eine Sprachenschule, die er mit dem Beginn der Weltwirtschaftkrise aufgeben mußte. Er unterstützte die naturwissenschaftlichen Interessen seines Sohnes, der jedoch - nach eigener Aussage - am meisten von seinem älteren Bruder Ben profilierte, der ihm im Alter von drei Jahren das Lesen beibrachte und seine kulturellen und wissenschaftlichen Interessen förderte. »Ben und ich wollten die Welt verstehen und an ihr unseren Spaß haben«, schrieb Gell-Mann später, »und sie nicht einfach willkürlich zerlegen und in Stücke schneiden. Wir unterschieden nicht zwischen den Naturwissenschaften, Sozialwissenschaften, Geisteswissenschaften und der Kunst. Ich denke sogar, ich habe niemals an den Wert dieser Unterscheidungen geglaubt.« Gell-Mann besuchte eine Begabtenschule, deren Lehrplan ihn langweilte. In der Highschool fand er kein Gefallen an der Physik, und als er mit fünfzehn Jahren an der Yale University zu studieren begann, belegte er dieses Fach nur, um seinen Vater zufriedenzustellen. Bald darauf war er von der Eleganz und Ästhetik der theoretischen Physik fasziniert. Nachdem er 1948 das Studium abgeschlossen hatte Gell-Manns Karriere ist mit zwei wichtigen Entwicklungen in der Physik nach dem Zweiten Weltkrieg verbunden. Eine davon betraf die Quantenelektrodynamik (QED) einer Theorie, durch die es möglich war, Elektronen und andere geladene Teilchen mit einer bis dahin nicht gekannten Genauigkeit zu bestimmen. Die andere betraf die experimentellen Fortschritte in der Physik. Durch die Analyse kosmischer Strahlen und in der Arbeit mit immer stärkeren Teilchenbeschleuniger entdeckten die Physiker in den 50er und 60er Jahren immer mehr Elementarteilchen. Atome wurden zerschmettert, photographiert und analysiert, aber man war weit davon entfernt, eine ihnen zugrunde liegende Einheit zu erkennen - sogar der Ausdruck »Teilchenzoo« wurde geprägt, um auf ihre Vielfalt und Fülle hinzuweisen. Seine erste wichtige Arbeit unternahm Gell-Mann im Alter von dreiundzwanzig Jahren am Institute for Nuclear Studies der Universität Chicago. 1953 erkannte er, daß die relative Langlebigkeit von gewissen Elementarteilchen, die normalerweise sehr schnell zerfallen, abhängig war von den Eigenschaften dieser neuen Materieklasse. Gell-Mann beschrieb die Eigenschaften dieser »seltsamen« Teilchen -strange particles -, konnte sie klassifizieren, ihnen eine Strangeness - eine Fremdheitsquantenzahl - zuordnen und ihre Wechselwirkungen quantifizieren. Seine Theorie erfuhr durch die sechs Jahre später erfolgte Entdeckung der von ihm vorhergesagten Xi-Null-Teilchen weitere Bestätigung. Der größte Schub in der theoretischen Teilchenphysik sei in den 50er und 60er Jahren von Gell-Mann ausgegangen, schrieb SHELDON GLASHOW. 1955 ging er ans California Institute of Technology, 1961 begann er eine Reihe von wichtigen Artikeln zu veröffentlichen, in denen er den achtteiligen Pfad darstellte. Der achtteilige Pfad, konzipiert, um Hadronen, relativ schwere Elementarteilchen, zu klassifizieren, stellte sich als der erfolgreichste Vorschlag der miteinander konkurrierenden Systematiken heraus, die etwa zur selben Zeit entstanden. Der Ausdruck bezog sich auf die Art und Weise, wie Elementarteilchen zu Gruppen zusammengestellt werden konnten, und stammte von der buddhistischen Lehre der acht Tugenden, die ins Nirwana führen. Verärgert zeigte sich Gell-Mann, als ihm später unterstellt wurde, der achtteilige Pfad sei Ausdruck einer Verbindung zwischen moderner Physik und östlicher Religion. Ähnlich wie beim Periodensystem der Elemente, das DMITRI MENDELEJEW als Ordnungsfaktor vorgeschlagen hatte, da er hoffte, daß sich dadurch ein ihnen zugrunde liegendes Erklärungsmuster finden würde, geschah dies auch beim achtteiligen Pfad 1964 schlug Gell-Mann vor, daß die Hadronen - Teilchen, die »die Strangeness fühlen« wiederum aus Teilchen bestehen, die er (nach den schemenhaften Wesen in James Joyces Roman Finnegan's Wake) »Quarks« nannte. Ursprünglich beschrieb er drei Quarks mit unterschiedlicher Elementarladung und wies ihnen unterschiedliche »Geschmacksrichtungen« zu: »up«, »down« und »strange«. Später wurde noch ein viertes Quark, »charm«, vorhergesagt sowie »top«- und »bottom«-Quarks. Und neben den »Geschmacksrichtungen« gibt es noch unterschiedliche »Farben«. Von Anfang an glaubte Gell-Mann, daß die Quarks, obwohl real, immer an die Teilchen gebunden wären, die sie konstituieren. Daher könnten weder ihre »Geschmacksrichtung« noch ihre »Farbe« jemals in der uns bekannten, sinnlich wahrnehmbaren Welt Ausdruck finden. Als jedoch Experimentalphysiker mit einem hochenergetischen Elektronenstrahl das Innere von Protonen »beleuchteten«, wurde die Quark-Struktur sichtbar. Bis 1995 wurden alle sechs Quarks, darunter auch das flüchtigste, »top-Quark, experimentell bestätigt. 1972 stellte Gell-Mann während einer Konferenz im Fermilab eine ,Theorie der Quantenchromodynamik (QCD) vor, die die Wechselwirkung der Quarks mit ihren Anti-Quarks mittels der als »Gluonen« bezeichneten Bindeteilchen beschreibt. Die QCD liefert, in gewissen Aspekten analog zur Quantenelektrodynamik, eine im Grunde vollständige Beschreibung der »starken Wechselwirkung« durch die die atomaren Teilchen zusammengehalten wer: den. 1994 konnte er vermerken, daß alle seit den 40er Jahren registrierten Zusammenstöße von atomaren Teilchen »als Zusammensetzungen von Quarks, Anti-Quarks und Gluonen zu erklären sind. Somit hat das Konzept der Quarks, das in der Theorie der Quantenchromodynamik enthalten ist, einen scheinbar sehr komplizierten Sachverhalt vereinfacht.« Für seine Arbeit zur Elementarteilchentheorie erhielt Gell-Mann 1969 den Nobelpreis für Physik. Bis zu seiner Pensionierung 1993 blieb er am Caltech; 1984 war er einer der Gründer des Santa Fe Institute, eines disziplinübergreifenden Gedankenschmiede, an dem er noch immer als Professor und stellvertretender Vorsitzender des Wissenschaftsrats vertreten ist. Dort konnte er seine Interessen auf diverse Gebiete wie die Kosmologie, Ökologie, Sprachentwicklung und Weltwirtschaft ausdehnen. Die Bandbreite dieser Themen gründet auf seinem Versuch, »komplexe adaptive Systeme« - womit die Wechselwirkung zwischen grundlegend einfachen physikalischen Gesetzen und den komplizierten Systemen der natürlichen Welt gemeint ist - zu verstehen. In seinem 1994 veröffentlichen Das Quark und der Jaguar hat er das Wesen dieser Systeme detailliert dargestellt. 1955 heiratete er Margaret Dow, eine britische Archäologiestudentin, mit der er zwei Kinder hat, Elizabeth Sarah und Nicolas Webster. Nachdem Margaret 1981 verstarb, heiratete er 1992 die Englischdozentin und Dichterin Marcia Southwick. |
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