Die schon erwähnte Kernfusion hat für die Entstehung des Universums eine große Bedeutung. Nur so konnte aus Wasserstoff und Helium diese enorme Vielfalt von Elementen entstehen, die der Mensch erst nach und nach entdecken konnte.

Es ist eben so, dass in dieser Natur nichts verloren geht, keine Masse, keine Elementarladung. Allerdings kann natürlich Masse in Energie umgewandelt werden und umgekehrt. Das Urmaß aller elektrischen Ladungen findet sich positiv im Proton, negativ im Elektron. Diese Elementarladungen sind so unvorstellbar klein, dass sich schon auf einem Hartgummistab, der an einem geeigneten Tuch gerieben wird, Zehntausende von Elektronen sammeln.

(Auf-) Ladung nennt man das, was auf dem Stab passiert. Sie ist anscheinend überall vorhanden und wird durch Kontakt übertragen, so wie wir es von der Elektrik gewohnt sind. Die Übereinstimmung der Anzahl von Elementarladungen und Elektronen zeigt trotzdem, was hier die kleinstmögliche Einheit ist, die man isoliert betrachten kann.

Da kommt der Begriff 'Quantum' ins Spiel. Immer wenn man von einer bestimmten Menge einen bestimmten Teil meint, spricht man von einem 'Quantum'. Und obwohl es ja bei zu vielen Elektronen um einen Überschuss an negativen Ladungen geht, spricht man hier trotzdem von 'Mangel' und erst bei zu vielen positiven von 'Überschuss an Ladungen', ersteres mit dem Minus-, letzteres mit dem Pluszeichen.

Bei der Betrachtung der Elektronenhülle stößt man so langsam an die Grenzen des Bohrschen Atommodells. Danach befinden sich Elektronen in Bahnen um den Atomkern (Atomhülle). Unklar ist, wo eigentlich der Rand eines Atoms ist, wo also das Atom endet. Deshalb wird als Radius der halbe Abstand zwischen zwei benachbarten Atomen angenommen.

Beim Wasserstoffatom wird so ein Radius z.B. mit 25 · 10^-12 m angegeben. Der Kerndurchmesser beträgt etwa 58 · 10^-16 m. Damit wäre der Durchmesser des Kerns etwa 23.000 Mal kleiner als der der Hülle.

Das Elektron wäre demnach 10.000 Mal (15 - 11 = Anzahl der Nullen) so weit vom Proton entfernt, wie dessen Durchmesser ist. Stellen Sie sich einen Fußball von ca. 20 cm Durchmesser vor und Sie würden von diesem 2 km weit entfernt sein. Und dabei soll es sich um ein Atom handeln. Und von den Elektronen soll es laut Periodensystem der Elemente maximal über 100 geben, auf verschiedene Bahnen und damit auch Energieniveaus verteilt.

Sie merken schon, dass so langsam die Vorstellungskraft schwindet. Kurzer Schlenker zum Kfz-Bereich: Der schlimmste Fehler, der einem in der Werkstatt passieren kann, ist einer, der immer nur dann vorhanden ist, wenn sich das Fahrzeug in Kundenhand befindet, also verschwindet, wenn gemessen oder nach ihm gefahndet wird.

Sie werden es kaum glauben, so etwas gibt es auch in der Quantenmechanik (Quantenphysik), die sich auf die Suche nach den wirklich kleinsten Teilchen begibt, um zu deren Anzahl vielleicht dann auch in der 'normalen' Physik quanteln (exakt zahlenmäßig begrenzen) zu können. Da wird es mit dem Verständnis vollends schwierig. Da sollen dann wirklich, umgekehrt wie in obigem Werkstatt-Beispiel, Messwerte erst zum Zeitpunkt der Messung bestanden haben.

Auch wird wiederum infrage gestellt, ob eine Elementarladung wirklich die kleinstvorkommende ist, weshalb wir oben zu dieser Art Definition bewusst hinzugesetzt haben, dass man ihn auch isoliert betrachten können muss. Man spricht in diesem Zusammenhang auch vom 'subatomaren' Bereich, wobei 'sub' so etwa als 'untergeordnet' zu verstehen ist.

Das sollen mehrere hundert Teilchen unterhalb der Größe eines Atoms sein, was einst die Griechen für unteilbar hielten. Nie hat jemand auch nur ein Elektron real gesehen, immer nur meist Leuchtspuren nach bewusst herbeigeführten Kollisionen in Teilchendetektoren, z.B. am CERN in Genf. Zur Erklärung der Bildung von Molekülen halten wie sie hier nicht für notwendig.

Bleiben wir also bei den Elektronen. Da sind der Ort, an dem sie sich gerade befinden und die Bahn, auf der sie sich bewegen ein Problem. Warum es für den momentanen Aufenthaltsort nur Wahrscheinlichkeiten gibt, liegt z.B. an der Tatsache, dass man das elektrische Feld des Elektrons nur als Ganzes wahrnehmen kann, es also keine Verstärkung in Richtung auf einen möglichen Mittelpunkt gibt.

Aber wir müssen mehr über sie erfahren, denn es muss doch klar sein, dass Atome einander zunächst mit ihren Hüllen begegnen und wie weit die mindestens vom Kern entfernt sind, können wir nun ahnen. Irgendwie muss sich die Verbindung von Atomen zu Molekülen durch Veränderungen in beider Atomhüllen abspielen.

Wir müssen also Elektronen eindeutig zuordnen können, wenn sie, soviel können wir schon verraten, von der Hülle des einen Atoms in die des anderen wechseln. Eine zusätzliche Schwierigkeit ist, dass wir nicht genau wissen, ob es sich beim Elektron um eine Welle oder ein Teilchen handelt. Letzteres hätte einen Ort, von ersterem können wir nur die Ausbreitung messen.