Die Frage nach dem Stoff, aus dem die Welt besteht, ist so alt wie die Menschheit selbst. Heute kennt die Physik eine Reihe von Teilchen, die als fundamental und nicht weiter teilbar gelten. Warum sie genau diese Eigenschaften haben, will die Stringtheorie erklären, ein Forschungsgebiet, das bislang nicht experimentell überprüft werden kann und als hoch abstrakt gilt. Diese Woche trifft sich die internationale Forschungsgemeinschaft zur Stringtheorie in Wien zu ihrer jährlichen Tagung und bietet eine Reihe öffentlicher Vorträge für interessiertes Publikum an. DER STANDARD versucht, die wichtigsten Fragen zu beantworten.

Frage: Was sind eigentlich Strings?

Antwort: Laut der Stringtheorie sind die Elementarteilchen, aus denen unsere Welt aufgebaut ist, in Wirklichkeit winzige Fäden, die wie Saiten schwingen. Die verschiedenen Obertöne entsprechen unterschiedlichen Teilchen.

Frage: Wie klein sind Strings?

Antwort: Genau bekannt ist das nicht, aber man nimmt an, dass sie etwa so groß wie die Planck-Länge sind. Das ist in Metern gerechnet eine Länge mit 35 Nullen nach dem Komma – und damit unvorstellbar klein.

Frage: Welche Probleme sollen Strings lösen?

Antwort: In der Physik ist nach wie vor unklar, wie Gravitation und Quantenphysik zusammenhängen. Beide funktionieren nach völlig unterschiedlichen Prinzipien. Die Stringtheorie will eine Brücke schlagen.

Frage: Ist das gelungen?

Antwort: In der Theorie gibt es vielversprechende Ansätze. Doch die Stringtheorie lässt sich mit Experimenten derzeit nicht überprüfen.

Frage: Ist eine Theorie, die sich nicht überprüfen lässt, überhaupt wissenschaftlich?

Antwort: Darauf gibt es zwei Antworten. Einerseits haben die mathematischen Methoden, die für die Stringtheorie entwickelt wurden, verschiedene andere Wissenschaftsgebiete befruchtet. Andererseits kann es sowohl bei großen Teilchenbeschleunigern wie dem LHC als auch in der Kosmologie sehr wohl zu Entdeckungen kommen, die für die Stringtheorie relevant sind. Wie wahrscheinlich das ist, lässt sich aber kaum sagen.

Frage: In wie vielen Dimensionen bewegen sich Strings?

Antwort: Mindestens zehn. Wie viele genau, hängt von der konkreten Formulierung ab. Es gibt Varianten der Stringtheorie, die mit bis zu 26 Dimensionen arbeiten. Unsere drei Raumdimensionen und die Zeit sind darin enthalten, die restlichen Dimensionen sind versteckt, sodass wir sie nicht wahrnehmen. Für die mathematische Beschreibung sind sie aber unerlässlich.

Frage: Wurde für die Stringtheorie schon ein Nobelpreis vergeben?

Antwort: Nein, allerdings gewann Ed Witten als erster Physiker mit seiner Arbeit zur Stringtheorie die Fields-Medaille, die höchste Auszeichnung in der Mathematik.

Frage: Wie lange dauert die Wiener Stringtheorie-Tagung noch?

Antwort: Der offizielle Teil endet diesen Freitag, doch am Freitag und Samstag wird es noch je einen öffentlichen Vortrag geben. (Reinhard Kleindl, 22.7.2022)