Was ist Teilchenphysik?

Bereits Goethe ließ seinen Faust in der gleichnamigen Tragödie fragen, was die Welt im Innersten zusammenhält.
Die moderne Teilchenphysik hat darauf eine vielschichtige Antwort in Form des  "Standardmodells der Elementarteilchenphysik" gefunden.
Das Standardmodell fasst die Erkenntnisse der Teilchenphysik zusammen, es beschreibt die uns bekannten Elementarteilchen und die Kräfte, die zwischen diesen wirken.

Die Teilchenphysiker haben herausgefunden, dass Protonen und Neutronen nicht, wie lange gedacht, die kleinsten Bausteine der Materie sind, sondern dass diese aus noch kleineren Teilchen, den so genannten Quarks aufgebaut sind.
Neben den sechs verschiedenen Quarks kennt das Standardmodell noch eine zweite Gattung von Elementarteilchen, die so genannten Leptonen, das bekannteste Lepton ist das Elektron.
Im Schülerlabor kann ein weiteres Lepton untersucht werden, das Myon, es ist wie das Elektron einfach negativ geladen, ist aber zweihundert Mal schwerer als das Elektron.

Der Versuch "kosmische Kanne" zeigt im Kleinen ein wichtiges Werkzeug von Teilchenphysikern, nämlich einen Detektor für Teilchen.
Unser Detektor besticht durch seine Einfachheit – er besteht aus einer mit Wasser gefüllten Kanne und einem Photomultiplier.
Die Detektoren in der Forschung dagegen sind äußerst komplizierte Aufbauten, einer der größten ist der CMS-Detektor am Large Hadron Collider in Genf, er ist 16 m hoch und über 20 m lang und ist das Ergebnis der Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus allen Teilen der Welt, einen Beitrag haben auch Wissenschaftler der Universität Karlsruhe geleistet.

An der Fakultät für Physik der Universität Karlsruhe beschäftigen sich zwei Institute mit der Teilchenphysik, einerseits das Institut für Theoretische Teilchenphysik und andererseits das Institut für Experimentelle Kernphysik.