Auf der Suche nach den kleinsten Bausteinen der Materie stellten Physiker die Hypothese auf, daß auch die Bestandteile der Atomkerne – die Neutronen und Protonen – aus wiederum kleineren Teilen bestehen: den inzwischen berühmten Quarks.

Trotz akribischer Suche gelang es jedoch bis heute keinem Forscher, einzelne, isolierte Quarks nachzuweisen. In dieser experimentellen Sackgasse entwarfen findige Physiker Theorien, die erklären, warum sein kann was nicht zu finden ist: Quarks können demnach niemals einzeln, sondern nur im Verband – eben als die bekannten Elementarteilchen – auftreten. Dieses Bild von den per "Band" oder "Sack" zusammengehaltenen Quarks könnte sich freilich als falsch herausstellen, wenn die Versuche des amerikanischen Physikers William Fairbank und seiner Mitarbeiter von der kalifornischen Stanford-Universität stimmen: Demnach gibt es doch isolierte Quarks.

Da dem gängigen Quarks-Modell zufolge Protonen zum Beispiel aus drei Quarks bestehen, dürften diese Teilchen auch nur jeweils ein Drittel der elektrischen Ladung von Protonen, der sogenannten Elementarladung, besitzen. Eine so ungewöhnliche Ladung würde ein einsames Quark-Teilchen sofort verraten. Genau das aber glauben Fairbank und seine Mitarbeiter – wieder einmal – entdeckt zu haben.

Bei ihren Versuchen lehnen sich die Stanford-Forscher an den berühmten Versuch des amerikanischen Physikers Robert Millikan an. Millikan fand in seinem klassischen Experiment während der Jahre 1909 bis 1913, daß alle Ladungen stets ganzzahlige Vielfache einer kleinsten Ladung – eben der Elementarladung – sind. Dafür erhielt er 1923 den Nobelpreis.

Fairbanks Team wandelte den historischen Versuch raffiniert ab, unter anderem, indem es an Stelle von Öltröpfchen winzige Kügelchen des supraleitenden Metalls Niob durch ein elektrisches Wechselfeld in Schwingungen versetzte. Im April 1977 berichtete Fairbank zum erstenmal, daß seine Gruppe Drittelladungen aufgespürt hätte (siehe ZEIT Nr. 20/1977). Viele Physiker sahen sich freilich in ihrer Skepsis bestätigt, als bei ähnlichen Experimenten mit Helium das Ergebnis aus Stanford nicht wiederholt werden konnte.

Kürzlich meldete sich nun Fairbanks Gruppe erneut – diesmal mit weitaus besseren Resultaten als 1977: Damals hatten die Experimentatoren nur zwei Drittelladungen melden können, diesmal zeigten immerhin 14 von 39 Niobkügelchen eine bruchstückhafte Elementarladung. Damit jedoch werden die gängigen Theorien über die auf ewig verbundenen Quarks so weich wie der Teilchen Namensvetter aus dem Milchgeschäft. Aber, das ist gewiß, den phantasievollen Theoretikern wird auch hierzu eine klangvolle Hypothese einfallen. Horst Güntheroth