Einheitliche Feldtheorie

Einheitliche Feldtheorie, eine auf der Geometrie beruhende Theorie der Physik, mit der man versucht, Gravitationsfelder und elektromagnetische Felder sowie deren Wechselwirkungen auf einer einheitlichen Basis zu beschreiben.

Albert Einstein war einer der ersten, die den Versuch der Entwicklung einer derartigen Theorie unternommen hatten. Seine Arbeit über die Relativitätstheorie führte ihn zu der Annahme, dass es eine Theorie geben müsste, die sowohl elektromagnetische Wechselwirkungen als auch die Gravitation vereint. In den letzten 30 Jahren seines Lebens versuchte Einstein u. a., eine Theorie zu entwickeln, die Kräfte und Materieteilchen nur über Felder beschreibt, wobei ein Teilchen einen Bereich extrem hoher Felddichte darstellt. Seine Versuche in diesem Zusammenhang blieben allerdings erfolglos, und die Entwicklung der Quantentheorie und die Entdeckung vieler neuer Teilchen verhinderten Einsteins Erfolg, eine einheitliche Theorie aufzustellen, die nur auf klassischer Physik und Relativität aufbaut.

Einen entscheidenden Schritt in diesem Zusammenhang erreichten die Physiker Steven Weinberg, Lee Sheldon Glashow und Abdus Salam. In ihren Arbeiten konnten sie die elektromagnetischen und die schwachen Wechselwirkungen erfolgreich zu einer Einheit zusammenführen, zur elektroschwachen Wechselwirkung. Dabei verwendeten sie ein bestimmtes mathematisches Modell, die so genannte Eichsymmetrie (siehe Elementarteilchen: Einteilung). Nach diesem Modell besteht elektromagnetische Wechselwirkung im Austausch eines Photons, die schwache Wechselwirkung wird durch W- und Z-Bosonen als Austauschteilchen übermittelt. Salam, Weinberg und Glashow erhielten für ihre Arbeiten zusammen 1979 den Nobelpreis für Physik. Heutzutage geht man davon aus, dass diese Bosonen derselben Teilchenfamilie angehören wie die Photonen. Physiker arbeiten daran, diese so genannte elektroschwache Theorie mit der Theorie der starken Wechselwirkung durch Anwendung von Symmetrietheorien zu vereinigen. Derartige Modelle fasst man unter dem Begriff große unifizierte Theorien zusammen, benutzt aber auch die Abkürzung GUT für den englischen Begriff grand unification theory. Siehe auch Physik.