Das ultimative Ziel der Physik ist es, die kleinsten Bausteine zu identifizieren, aus denen das Universum aufgebaut ist, und die Gesetze zu beschreiben, die sie steuern. Solange wir das nicht geschafft haben, wird unser Verständnis der Natur unvollständig sein. Also stellen wir uns doch die Frage: Gibt es etwas, dass kleiner ist als die kleinsten Dinge im Universum? Welche Geheimnisse würden wir enthüllen und wie würde sich unser Verständnis des Lebens, des Universums und allem dazwischen verändern?

Genau das versuchen Wissenschaftler am Large Hadron Collider, der größten und leistungsfähigsten Teilchenbeschleunigeranlage der Welt, herauszufinden. Trotz der enormen Fortschritte, die wir in der Teilchenphysik gemacht haben, bleibt noch viel zu entdecken. Gibt es Teilchen, die noch kleiner sind als Quarks und Leptonen? Könnten diese hypothetischen Teilchen uns helfen, die Geheimnisse der Dunklen Materie und Dunklen Energie zu entschlüsseln, zwei der größten Rätsel in der modernen Kosmologie!

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Diese Kraft macht 99 % der Masse in unserem Universum aus. Doch wie funktioniert Sie und was ist mit dem anderen 1 Prozent? Als das Higgs-Boson 2012 entdeckt wurde, gab es viel Wirbel um dieses schwer fassbare Teilchen. Obwohl es so angepriesen wurde, dass es der gewöhnlichen Materie Masse verleiht, erzeugen Wechselwirkungen mit dem Higgs-Feld nur etwa 1 % der gewöhnlichen Masse. Die anderen 99 % stammen aus Phänomenen im Zusammenhang mit der starken Kernkraft, der fundamentalen Kraft, die kleinere Teilchen, die sogenannten Quarks, zu größeren Teilchen, den Protonen und Neutronen, zusammenbindet, aus denen die Kerne der Atome der gewöhnlichen Materie bestehen.

Das Higgs-Feld verleiht den fundamentalen Teilchen - Elektronen, Quarks und anderen Bausteinen, die nicht in kleinere Teile zerlegt werden können - Masse. Wenn Teilchen durch das Higgs Feld durch strömen entsteht eine Art Reibung die, den Teilchen einen Teil der Masse verleiht, um es wirklich sehr sehr simple zu beschreiben. Doch diese Reibung macht nur einen winzigen Teil der Masse des Universums aus. Der Rest stammt von Protonen und Neutronen, den Grundbausteinen von Atomkernen die ihre Masse fast ausschließlich durch die starke Kernkraft erhalten. Diese Teilchen bestehen jeweils aus drei Quarks, die sich mit halsbrecherischer Geschwindigkeit bewegen und durch Gluonen, die Teilchen der starken Kraft, miteinander verbunden sind. Die Energie dieser Wechselwirkung zwischen Quarks und Gluonen ist es, die Protonen und Neutronen ihre Masse verleiht, die wieder rum die Kerne von Atomen ausmachen. "Wenn man drei Quarks zusammenbringt, um ein Proton zu erzeugen, bindet man eine enorme Energiedichte in einem kleinen Bereich des Raums" diese Energie ist laut Einstein auch die Masse des Teilchens.

Wenn man an Röntgenstrahlen denkt, denkt man vielleicht an gebrochene Knochen oder zahnärztliche Untersuchungen. Doch dieses extrem energiereiche Licht kann uns mehr zeigen als nur unsere Knochen: Es wird auch eingesetzt, um die molekulare Welt und sogar biochemische Reaktionen in Echtzeit zu untersuchen.

Ein Problem ist jedoch, dass es Forschern noch nie gelungen ist, ein einzelnes Atom mit Röntgenstrahlen zu untersuchen. Bis jetzt. Wissenschaftlern ist es gelungen, ein einzelnes Atom mit Röntgenstrahlen zu charakterisieren. Sie waren nicht nur in der Lage, die Art der Atome, die sie sahen, zu unterscheiden (es gab zwei verschiedene), sondern es gelang ihnen auch, das chemische Verhalten dieser Atome zu untersuchen.

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