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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Zitterbewegung im Experiment gesehen


Uli
08.01.10, 15:35
Ein Effekt, der von Schrödinger bei der Analyse von Diracs Gleichung vorhergesagt wurde, ist die "Zitterbewegung": die kräftefreie, rasend schnell oszillierende Bewegung (mit Vakuumlichtgeschwindigkeit) eines massiven Spin 1/2 - Teilchen. Ein Effekt, der im krassen Widerspruch zur Newtonschen Physik steht.

Nun ist es Innsbrucker Physikern gelungen, diesen Effekt experimentell zu verifizieren bzw. zu simulieren.

Das Original-Preprint auf Englisch:
http://arxiv.org/abs/0909.0674

Ein populärer Artikel auf deutsch:
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=12543

Es heisst, Dirac selbst habe diese Konsequenz seiner Gleichung auch schon erkannt, aber zu wenig Mut gehabt, ihn zu publizieren.

Timm
09.01.10, 16:43
Ein Effekt, der von Schrödinger bei der Analyse von Diracs Gleichung vorhergesagt wurde, ist die "Zitterbewegung": die kräftefreie, rasend schnell oszillierende Bewegung (mit Vakuumlichtgeschwindigkeit) eines massiven Spin 1/2 - Teilchen. Ein Effekt, der im krassen Widerspruch zur Newtonschen Physik steht.

Nun ist es Innsbrucker Physikern gelungen, diesen Effekt experimentell zu verifizieren bzw. zu simulieren.

Das Original-Preprint auf Englisch:
http://arxiv.org/abs/0909.0674

Ein populärer Artikel auf deutsch:
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=12543

Es heisst, Dirac selbst habe diese Konsequenz seiner Gleichung auch schon erkannt, aber zu wenig Mut gehabt, ihn zu publizieren.

Ein erstaulicher Effekt, Uli,

ich hatte "Zittereffekt" mit dem Namen "Unruh" verbunden.

Woher nimmt das zitternde Ion eigentlich die dazu benötigte Energie und müßte es nicht EM-Wellen dieser Frequenz abstrahlen? Vielleicht kommmt die Dämpfung ja daher.

Gruß, Timm

P.S.
Sitze hier äußerst ungemütlich und laut im Internet-Caffe. Fand mich heute morgen off-line vor.

JoAx
09.01.10, 17:19
Hallo zusammen,


Ein erstaulicher Effekt, Uli,


das habe ich auch so empfunden.


Woher nimmt das zitternde Ion eigentlich die dazu benötigte Energie und müßte es nicht EM-Wellen dieser Frequenz abstrahlen?


Wenn ich's richtig verstanden habe, dann ist die Zitterbewegung so etwas wie die Interferenz beim Doppelspalt. Nur liegt das Bild entlang der Zeit. (?) In so fern braucht es gar keine Energie, um zu "zittern". (?) Die Dämpfung entspricht dann dem Entfernen von der Doppelspaltachse. (?)


Gruss, Johann

Uli
09.01.10, 18:48
Hallo zusammen,



das habe ich auch so empfunden.



Wenn ich's richtig verstanden habe, dann ist die Zitterbewegung so etwas wie die Interferenz beim Doppelspalt. Nur liegt das Bild entlang der Zeit. (?) In so fern braucht es gar keine Energie, um zu "zittern". (?) Die Dämpfung entspricht dann dem Entfernen von der Doppelspaltachse. (?)


Gruss, Johann

Energie wird in der Tat nicht benötigt für diese Art von Bewegung, denn sie ist ja kräftefrei - eine Lösung der Dirac-Gleichung für freie Teilchen.

So etwas schafft die Schrödingergleichung nicht; es ist ein Effekt, der aus der Kombination von Quantentheorie und Spezieller Relativität hervorgeht.

In der Tat spielen Interferenzen eine Rolle, nämlich Interferenzen zwischen Wellen zu positiver und negativer Energie. Die Schrödinger-Gleichung dagegen kennt keine freien Lösungen zu negativer Energie; dieser Unterschied hat damit zu tun, dass die Dirac-Gleichung zugleich auch Antiteilchen beschreibt.

Eine andere Eigentümlichkeit: hier haben wir massive Teilchen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen - die Quantentheorie macht's möglich.

Gruß,
Uli

Marco Polo
09.01.10, 22:16
Hallo Uli,

Die Schrödinger-Gleichung dagegen kennt keine freien Lösungen zu negativer Energie

die SRT übrigens auch nicht.

Eine andere Eigentümlichkeit: hier haben wir massive Teilchen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen - die Quantentheorie macht's möglich.

Kein Wunder, dass Dirac sich nicht getraut hatte, etwas derart bizarres zu veröffentlichen. Aber massive Teilchen, die sich mit LG bewegen? Steht das nicht im Widerspruch zur RT?

Gruss, Marco Polo

zeitgenosse
10.01.10, 10:21
Aber massive Teilchen, die sich mit LG bewegen? Steht das nicht im Widerspruch zur RT?

Die "Zitterbewegung des Dirac-Elektrons" (Schrödinger, 1930) ist eine Folge der Interaktion des Elektrons mit dem oszillierenden Vakuumfeld. Sie findet im "Schatten der Unschärferelation" statt, so dass kurzzeitige Verletzungen des Energiesatzes erlaubt sind. Schliesslich wird dabei im zeitlichen Mittel keine zusätzliche Energie gewonnen.

Solches deshalb, weil auf Skalen < Ћ/mc der Teilchenbegriff seine bisherige Bedeutung verliert und schnelle Teilchenbewegungen in 3 Dimensionen (= Zitterbewegung) mit v = c resultieren. Makroskopisch dagegen bewegt sich das relativistische Elektron stets mit v < c, was durch die in Teilchenbeschleunigern erfolgenden Prozesse hinreichend dokumentiert ist.

Die aus der QED bekannte Lamb-Verschiebung ist eine Folge obiger Vakuumfeldoszillationen, die gelegentlich auch als Nullpunktsoszillationen bezeichnet werden. Der Darwin-Term kann ebensfalls aus der Zitterbewegung des Elektrons verstanden werden.

p.s.
Anscheinend soll inzwischen durch Wunderlich et al. die Zitterbewegung an Kalziumionen nachgewiesen worden sein.

Gr. zg

Uli
10.01.10, 10:55
Hallo Uli,



die SRT übrigens auch nicht.


Die Dirac-Gleichung als quantenmechanische Wellengleichung aber schon.
Es hat damit zu tun, dass diese Gleichung Vierer-Spinoren beschreibt, also Spin 1/2 - Teilchen und deren Antiteilchen gleich gemeinsam. Um die Lösungen negativer Energie zu umgehen, hatte Dirac ja ursprünglich mit dem Dirac-See argumentiert, in dem alle Zustände negativer Energie besetzt sind.
Eine Vorstellung, die mittlerweile längst überholt und durch die feldtheoretische Stückelberg-Feynman-Interpretation ersetzt ist, aber damals immerhin Dirac zur Vorhersage von Positronen geleitet hatte.



Kein Wunder, dass Dirac sich nicht getraut hatte, etwas derart bizarres zu veröffentlichen. Aber massive Teilchen, die sich mit LG bewegen? Steht das nicht im Widerspruch zur RT?

Gruss, Marco Polo

Nicht wirklich. Die Vorhersage der Zitterbewegung erstreckt siich auf eine Region, für die die "klassische SRT" einfach nicht mehr zuständig ist. Nicht umsonst ist der experimentelle Nachweis dieses Quanteneffekts so herausfordernd. Siehe auch Zeitgenosses Beitrag.

Gruß,
Uli

EMI
10.01.10, 13:51
In der Newtonchen Mechanik sind die Energie E und der Impuls p wie folgt verknüpft:
E = p²/2m
Nach EINSTEIN ist das gänzlich anders:
E² = m²c²c² + p²c²
Bei p=0 (Teilchen in Ruhe) folgt:
E = mc²
Diese Beziehung zwischen Energie und Masse gibt es bei Newton nicht.
mc² ist die Ruheenergie eines Teilchens.
Bei Teilchen die sich viel langsamer als c bewegen besteht die Gesamtenergie E aus der Ruheenergie Eo und der kinetischen Energie Ek:
E = Eo+Ek = mc²+Ek, quadriert:
E² = m²c²c² + 2mc²Ek + Ek²
Bei Geschwindigkeiten viel kleiner wie c ist Ek² vernachlässigbar.
Es bleibt:
E² = m²c²c² + 2mc²Ek
Dies entspricht E² = m²c²c²+p²c²
m²c²c² + 2mc²Ek = m²c²c²+p²c²
Es folgt:
Ek = p²/2m , die newtonche Gleichung für langsam bewegte Teilchen.
Bei immer größerer Geschwindigkeit, immer größer werdenden Impuls ergibt das Quatrat der Ruheenergie m²c²c² einen immer kleiner werdenden Beitrag zur Gesamtenergie in Vergleich zu p²c².
Im Grenzfall v gegen c bleibt nur:
E = pc
Die Ruhemasse des Teilchens(ultrarelativistisch) hört auf, dessen Energie zu beeinflussen.
Die nichtrelativistische Schrödingergleichung ist auf der Beziehung E=p²/2m aufgebaut und ist bei weitem nicht ausreichend.
Die relativistische Wellengleichung Diracs baut daher auf der Beziehung E² = m²c²c² + p²c² auf.
Diese Beziehung berücksichtigt aber noch nicht den Spin eines Teilchens.
Dirac gelang es ein quantenmechanisches Analogen zu E² = m²c²c² + p²c², die Dirac-Wellengleichung, in der der Spin organisch mit der Bahnbewegung des Elektrons verknüpft ist, abzuleiten.
Dirac sagte damit nicht nur das Positron vorher sondern er führte auch einen vollkommen neuen Begriff in die Physik ein, den des Antiteilchens.
Dabei ist es vollkommen gleichgültig welches man als Teilchen und welches als Antiteilchen bezeichnet. Die Theorie ist in diesem Sinne vollkommen symmetrisch.
Wenn sich Teilchen und Antiteilchen vernichten verschwindet auch ihre Masse vollkommen. Die Gesamtenergie der Teilchen geht in die Energie des el.mag. Feldes über.
Damit zwischen zwei Teilchen eine WW stattfinden kann muss eins ein Quant aussenden und das andere dieses absorbieren.
Die emittierte Energie geht in die Energie des el. mag. Feld über und von diesem in das absorbierenten Teilchens, dass heist es findet eine WW zwischen Teilchen und dem el.mag. Feld statt. In diesem Sinne kann ein Teilchen (mit sich selbst), Teilchen -> el.mag. Feld -> Teilchen, wechselwirken.
Das el.mag. Feld kann man sich als eine Gesamtheit einzelner, durch nichts miteinander verbundener Schwingungen vorstellen.
Die möglichen Energiewerte dieser Schwingungen sind = hf(n+1/2), mit Frequenz f und n Anzahl der Quanten.
Was aber enspricht 1/2?
Es ist die Nullenergie des Zustandes in dem es keine Quanten gibt. Das heist, dass auch bei der niedrigsten Energie im Grundzustand die Schwingung nicht aufhört, dass keine Ruhe eintritt.
Das ist eine direkte Folge des Unbestimmtheitsprinzips. Das el.mag. Feld ist auch beim Fehlen von Quanten nicht Null.
Es führt seine Nullschwingungen aus und beeinflußt die Teilchen.
Diesen Einfluß(Zitterbewegung) haben die Innsbrucker Physiker nun wohl auch experimentell nachgewiesen.

Gruß EMI

Marco Polo
10.01.10, 14:02
Im Grenzfall v gegen c bleibt nur:
E = pc

So ist es, EMI. Genauer gesagt natürlich E = Betrag von pc. Es wären sonst negative Energien möglich.

Gruss, Marco Polo

Uli
10.01.10, 14:44
Es ist die Nullenergie des Zustandes in dem es keine Quanten gibt. Das heist, dass auch bei der niedrigsten Energie im Grundzustand die Schwingung nicht aufhört, dass keine Ruhe eintritt.
Das ist eine direkte Folge des Unbestimmtheitsprinzips. Das el.mag. Feld ist auch beim Fehlen von Quanten nicht Null.
Es führt seine Nullschwingungen aus und beeinflußt die Teilchen.
Diesen Einfluß(Zitterbewegung) haben die Innsbrucker Physiker nun wohl auch experimentell nachgewiesen.

Gruß EMI

EMI, ich denke Zitterbewegung und Nullpunktsenergie eines Feldes (harmonischen Oszillators) sollte man auseinanderhalten. Ersteres ist ein relativistischer Quanteneffekt für Spin 1/2 -Teilchen; letzteres ein nichtrelativistischer Quanteneffekt, der v.a. Bosonen betrifft.

Gruß,
Uli

Nachtrag: ein weiterer gewichtiger Unterschied: Zitterbewegung ist ein Effekt, der kräftefreie Spin 1/2 Teilchen betrifft (Dirac-Gleichung ohne Potential). Nullpunktsschwingungen dagegen gibt es bei gebundenen Zuständen (harmonischer Oszillator). Für letztere kann man sicher mit Unschärfeprinzip argumentieren; bei der Zitterbewegung sehe ich das nicht.

noch'n Nachtrag: es gibt übrigens Spekulationen, dass die Zitterbewegung Ursache des Elektronen-Spins sein könnte:
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9803037

... eine Vermutung, die ursprünglich von Schrödinger selbst kam.

Uli
10.01.10, 17:11
So ist es, EMI. Genauer gesagt natürlich E = Betrag von pc. Es wären sonst negative Energien möglich.

Gruss, Marco Polo

Ich habe den Eindruck, dass hier nicht bekannt zu sein scheint, dass die Wellengleichungen der relativistischen Quantenmechanik auch zu Lösungen mit negativen Energie-Eigenwerten führen.

Schreibt man beispielsweise die Dirac-Gleichung für ruhende Fermionen hin, so bekommt man:

http://upload.wikimedia.org/math/9/1/3/9135a615a1028f5bb47573397d7d7937.png

"The equations for the individual two-spinors are now decoupled, and we see that the "top" and "bottom" two-spinors are individually eigenfunctions of the energy with eigenvalues equal to plus and minus the rest energy, respectively. The appearance of this negative energy eigenvalue is completely consistent with relativity."

aus

http://en.wikipedia.org/wiki/Dirac_equation

Ähnliche Bemerkungen gelten für die Klein-Gordon-Gleichung für relativistische Spin 0 - Teilchen.

Gruß,
Uli

EMI
10.01.10, 18:37
Ich habe den Eindruck, dass hier nicht bekannt zu sein scheint, dass die Wellengleichungen der relativistischen Quantenmechanik auch zu Lösungen mit negativen Energie-Eigenwerten führen.
Nicht nur dort Uli,

auch die Bindungsenergie der Nukleonen im Atomkern ist negative Energie.
Auch die Hawkingstrahlung ist nur mit Hilfe neg.Energie verständlich.

Mit ihr kam auch Dirac zu seinem "Dirac-See".
Man kann sich das leicht verständlich machen:

E² = m²c²c²+p²c²
E = ± √(m²c²c²+p²c²)

Eine Wurzel hat immer 2 Vorzeichen und man sieht, das die Energie entweder größer +mc² oder kleiner als -mc² ist.
Sie kann nicht zwischen +mc² und -mc² liegen.
Da sich in der klassischen Mechanik alle Größen kontinuierlich verändern, kann eine positive Energie dort nicht negativ werden hierzu müsste sie das "verbotene" Intervall 2mc² überspringen.
In der QM kann sich die Energie sprunghaft ändern.
Wenn ein Elektron ein Lichtquant emittiert, geht es aus einem Zustand mit positiver Energie in einen Zustand mit negativer Energie über.
Da der Zustand negative Energie keine untere Grenze hat, wird ein Elektron immer tiefer "fallen".
Es müssten somit alle Elektronen sehr schnell in einen Zustand mit unendlich negativer Energie "hinunter fallen".
Wie wir aber wissen, geschieht das nicht.
Um einer solchen Gefahr zu entgehen, stellte Dirac die Vermutung auf, dass alle Zustände mit neg.Energie schon durch Elektronen besetzt sind.
Dirac-See halt.
Da Elektronen(Spin 1/2) dem Pauliverbot unterworfen sind kann kein Elektron mit pos.Energie mehr in diese besetzten Zustände übergehen.
Deshalb kann auch kein Elektron mit neg.Energie noch tiefer fallen.
Dies könnte man auch als Begründung für die Notwendigkeit des Pauliprinzips für halbzahlige Spinteilchen ansehen.
Führt man ein Elektron aus dem Zustand mit neg.Energie in einen Zustand mit pos.Energie über, ergibt das ein Loch im Dirac-See.
Dieses Loch ist gerade das von Dirac so vorhergesagte Positron.

Gruß EMI

EMI
10.01.10, 19:02
EMI, ich denke Zitterbewegung und Nullpunktsenergie eines Feldes (harmonischen Oszillators) sollte man auseinanderhalten.
Nullpunktsschwingungen dagegen gibt es bei gebundenen Zuständen (harmonischer Oszillator).
...es gibt übrigens Spekulationen, dass die Zitterbewegung Ursache des Elektronen-Spins sein könnte:
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9803037
... eine Vermutung, die ursprünglich von Schrödinger selbst kam.
Hallo Uli,

ich denke schon, dass die Ursache der Zitterbewegung in der SelbstWW -Teilchen -> Feld mit Nullschwingung -> Teilchen- begründet ist.
Wir wissen nicht was da im Feld schwingt, darüber macht die Quantentheorie auch keine Aussage.
Ob es in einem Feld ohne Quanten einen "gebundenen Zustand" gibt, geben kann, wäre zu durchdenken.

Von Schrödingers Überlegungen, im Elektronen-Spin die Ursache für die Zitterbewegung zu vermuten, wusste ich noch nichts.
Meine Vermutung über die tiefere Ursache ist das farbmagnetische Moment, welches ja mit dem Spin verknüpft ist.
Diese, meine, Spekulation dürfte dich ja nicht wirklich verwundern.;)

Gruß EMI

Uli
10.01.10, 19:20
Hi EMI,

Hallo Uli,

ich denke schon, dass die Ursache der Zitterbewegung in der SelbstWW -Teilchen -> Feld mit Nullschwingung -> Teilchen- begründet ist.
Wir wissen nicht was da im Feld schwingt, darüber macht die Quantentheorie auch keine Aussage.
Ob es in einem Feld ohne Quanten einen "gebundenen Zustand" gibt, geben kann, wäre zu durchdenken.

Gruß EMI

Nun gut; in der "stochastischen Elektrodynamik" erklärt man die Zitterbewegung als die Wechselwirkung eines klassischen Teilchens mit dem Nullpunkt-Feldes des Vakuums. Aber das ist m.E. doch sehr spekulativ und außerhalb der Standardphysik (und der ganze Ansatz der stochastischen Elektrodynamik ist mir übrigens einigermaßen suspekt).

Erst einmal (d.h. in der relativistischen Quantenmechanik) erhält man die Zitterbewegung als eine Eigenschaft der Lösungen der Dirac-Gleichung für freie Teilchen - von elektromagnetischen Feldern und Nullpunktsenergie ist da überhaupt keine Rede.

Gruß,
Uli

EMI
10.01.10, 19:35
"stochastischen Elektrodynamik"
Noch nie was von gehört Uli.

Gruß EMI

EMI
10.01.10, 19:51
Erst einmal (d.h. in der relativistischen Quantenmechanik) erhält man die Zitterbewegung als eine Eigenschaft der Lösungen der Dirac-Gleichung für freie Teilchen - von elektromagnetischen Feldern und Nullpunktsenergie ist da überhaupt keine Rede.
Hmm...Uli,

"überhaupt keine Rede",
die Theorie Diracs ist ja gerade die Quantentheorie des el.mag.Feldes.;)

Gruß EMI

Uli
11.01.10, 15:08
Hmm...Uli,

"überhaupt keine Rede",
die Theorie Diracs ist ja gerade die Quantentheorie des el.mag.Feldes.;)

Gruß EMI

Hi EMI,

die Dirac-Gleichung ohne Potentiale beschreibt die kräftefreie Bewegung eines Spin 1/2-Teilchens; und in dieser simplen Variante lässt sich ja bereits auf die Zitterbewegung schließen - und somit übrigens ganz unabhängig von der elektrischen Ladung des Spin 1/2-Teilchens.

Hinzunahme von Maxwell-Gleichungen und elm. Feldern/Potentialen braucht man dafür noch gar nicht. Deshalb finde ich einen Zusammenhang zwischen der Zitterbewegung eines freien Spin 1/2 - Teilchens (selbst dann, wenn es elektrisch neutral ist !) und dem elm. Nullpunktfeld wirklich nicht allzu offensichtlich. Ich denke, um auf so etwas zu kommen, muss man noch einige Annahmen und Spekulationen machen.

Gruß,
Uli

Uli
11.01.10, 15:26
Noch nie was von gehört Uli.

Gruß EMI

Soweit ich verstanden habe, ist die stochastische Elektrodynamik eine klassische Theorie, welche trotz ihres klassischen Charakters die Vorhersagen der Quantentheorie reproduziert. Einzige zusätzliche Annahme über die klassische Physik hinaus ist die Existenz von Nullpunktsschwingungen eines harmonischen Oszillators. Siehe z.B.
http://crisisinphysics.co.uk/sed.html

"In 1911 Planck introduced the hypothesis of the zeropoint electromagnetic field in an effort to avoid Einstein's ideas about discontinuity in the emission and absorption processes. His ideas were published in successive editions of The Theory of Heat Radiation, which came out in an English version, published by Dover, in 1959. They were rediscovered by various people, including myself, in the 1950s and 1960s. We tried to explain all quantum effects with this zeropoint field, and called the new discipline Stochastic Electrodynamics (SED)"

Naja, es ist somit vielleicht wirklich keine Überraschung, dass in so einem Kontext die Zitterbewegung auf das Nullpunktsfeld zurückgeführt werden kann.

Gruß,
Uli

EMI
11.01.10, 16:46
...selbst dann, wenn es elektrisch neutral ist !...
Hallo Uli,

welche Teilchen sind denn el.neutral?
Mir fallen da nur die Neutrinos zu ein.
Für mich existiert der "Hintergrund" (Feld, Vakuum) immer und vor/in diesem bewegt sich das Teilchen nunmal kräftefrei und wechselwirkt mit ihm.

http://i45.tinypic.com/wspp5k.jpg

Gruß EMI

Uli
11.01.10, 17:32
Hallo Uli,

welche Teilchen sind denn el.neutral?
Mir fallen da nur die Neutrinos zu ein.
Für mich existiert der "Hintergrund" (Feld, Vakuum) immer und vor/in diesem bewegt sich das Teilchen nunmal kräftefrei und wechselwirkt mit ihm.

http://i45.tinypic.com/wspp5k.jpg

Gruß EMI

Einverstanden, EMI. Solche Diagramme sind aber Quantenelektrodynamik und nicht "Dirac-Gleichung pur". Die Dirac-Gleichung selbst "weiss" ja noch gar nichts von der QED und kann deshalb solche Selbst-Wechselwirkungen auch gar nicht begründen. Das will ich nur sagen.

Dass eine fundamentalere Theorie einen Zusammenhang zwischen Zitterbewegung und Nullpunktsschwingungen herleiten könnte, kann ich natürlich nicht ausschließen: eine Theorie, die letztlich eine Begründung für die Dirac-Gleichung und den Spin liefert.
Aber selbst die QED tut das noch nicht; in ihr ist die Dirac-Gleichung "Input". Und solche Selbstenergie-Diagramme werden in ihr als Renormierungseffekte berücksichtigt - führen auf keine Zitterbewegung.

Im Standardmodell fallen mir auf Anhieb auch nur Neutrinos als ungeladene Spin 1/2-Teilchen ein. Geht man zu supersymmetrischen Modellen, so gibt es aber wahrscheinlich schon weitaus mehr (z.B. Higgsinos). Und nach meinem Verständnis müssten all diese "zittern" (wenn es sie denn gibt). :)

Gruß,
Uli

EMI
11.01.10, 18:29
Im Standardmodell fallen mir auf Anhieb auch nur Neutrinos als ungeladene Spin 1/2-Teilchen ein.
Nur die Neutrinos sind el.neutral, Uli,

unabhängig vom Spin.
Die Feldbosonen Photon, Z° und das Higgs° mal außen vorgelassen, die sind im SM auch el.neutral. Im Nano-Modell nicht.;)

Gruß EMI

EMI
12.01.10, 18:05
Eigentlich ist alles Nötige in diesem Zusammenhang in Band.6 enthalten...
Was ihr so alles für interessante Bücher habt.
Und ich Esel tue mir das alles selbst "ausschwitzen".
Macht aber trotzdem Spass das "Ausschwitzen" und befriedigt wenn man liest, das auch andere zu gleichen oder ähnlichen Schlussfolgerungen gekommen sind.
z.B. u.a.:
Halbzahliger Spin als Ursache der physikalischen Größe ,was in Physik ,als Masse bezeichnet wird.
Die schwere Masse ist in dieser Vorstellung(EMI-Nano-Modell) die mit Spin behaftete Farbladung und die träge Masse die Gegeninduktion dieser durch die Farbstromänderung.

oder die Begründung für die Zitterbewegung, die genau so aus der Substruktur(Nano-Modell) folgt:
Teilchen, das in sich selbst mit der Comptonwellenlänge schwingt.

EMI

PS: Vielleicht sollte ich doch noch mal etwas am "Farbraum" weiterschreiben. Grübel, grübel, am Kopf kratz.

Eyk van Bommel
13.01.10, 22:36
Hallo EMI,
Im Nano-Modell nicht
Aber das Higgs nicht – weil es das Higgs bei dir nicht gibt ;) (As I remember:rolleyes: )

Gruß
EVB

EMI
16.01.10, 19:16
Hätten die Unzulänglichkeiten der Quantenmechanik die Physiker nicht in totale Orientierungslosigkeit geführt ,wäre es nicht nötig gewesen ,die Zitterbewegung direkt experimentell nachzuweisen ,denn alle relativistischen Formulierungen implizieren diesen Sachverhalt.
Also ich kenne keine total orientierungslose Physiker, Sartotscht!
Die Physiker haben QM aufgestoßen und bis heute blendend weitergeführt.
Auch wenn es da naturgemäß noch viele offene Fragen zu gibt, ist das keine Orientierungslosigkeit sondern eine willkommene intensive Suche nach Antworten.

Im übrigen ist es letztendlich immer nötig, einen theoretisch vorhergesagten Effekt, experimentell zu bestätigen.
Das trifft auch bei der "Zitterbewegung" zu.

Ich lasse jetzt auch wie DU die übliche Grußformel weg, da Dir an Höflichkeit offensichtlich nicht gelegen ist.

Marco Polo
17.01.10, 06:09
Wünschenswert wäre ,wenn Herr Dr.Sturm selbst ,sich dazu (geeignetes Unterforum) äußern würde.

Dieser Wunsch kommt mir jetzt allerdings irgendwie aus grauer Forenvergangenheit bekannt vor.

Trotzdem kein Beweis. Erinnert einen eher an Brecht und die Dreigroschenoper...

Uli
17.01.10, 11:57
Im übrigen ist es letztendlich immer nötig, einen theoretisch vorhergesagten Effekt, experimentell zu bestätigen.


Das hatte ich auch gerade sagen wollen, EMI.
Nicht umsonst müssen Theorien in der Physik testbar sein.
Was nützt aber Testbarkeit, wenn man es für unnötig hält zu testen, da man das Vorurteil hat, die Theorie sei eh richtig ? :)

Solche Äußerungen wie die, die du hier kritisiert hast, sind aber typisch für interessierte Laien, denen die "Denke der Physik" noch recht fremd ist. Da wird manchmal davon ausgegangen, dass Physik=Theorie ist. Aber letztlich hat das Experiment das "Sagen".

Gruß,
Uli

EMI
17.01.10, 19:52
In diesem Thread werde ich dann als der Letzte Physiker der Menschheit erscheinen-
Nichts ist trauriger als der Tod einer Illusion.

-und das gesagte mit absolute Sicherheit beweisen-
Absolute Sicherheit, absolute Gewißheit, absolute Genauigkeit, endgültige Wahrheit usw., sind Erfindungen der Einbildung und haben in der Wissenschaft nichts zu suchen.

-und eine neue Ära der Menschheitsgeschichte beginnen lassen.
Wenn man beginnt sich als den Messias zu sehen, sollte man mal Urlaub machen.

Hans
18.01.10, 12:24
Ein Effekt, der von Schrödinger bei der Analyse von Diracs Gleichung vorhergesagt wurde, ist die "Zitterbewegung": die kräftefreie, rasend schnell oszillierende Bewegung (mit Vakuumlichtgeschwindigkeit) eines massiven Spin 1/2 - Teilchen. Ein Effekt, der im krassen Widerspruch zur Newtonschen Physik steht.

Nun ist es Innsbrucker Physikern gelungen, diesen Effekt experimentell zu verifizieren bzw. zu simulieren.

Das Original-Preprint auf Englisch:
http://arxiv.org/abs/0909.0674

Ein populärer Artikel auf deutsch:
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=12543

Es heisst, Dirac selbst habe diese Konsequenz seiner Gleichung auch schon erkannt, aber zu wenig Mut gehabt, ihn zu publizieren.

Zitterbewegungen verbrauchen Energie. Kräftefrei ist nicht zu messen. (s.fallender
Einsteinfahrstuhl) Warum sollte etwas im Mikrokosmos zittern oder oszillieren, außer es
gerät in actio = reactio? Nichts aber auch absolut nichts ist im Kosmos unlogisch aufgebaut.
Berühmte Namen oder der Glaube ändern die Naturgesetze nicht.

Messungen sind actio = reactio.

Hans

EMI
18.01.10, 13:27
Wenn sich Teilchen und Antiteilchen vernichten verschwindet auch ihre Masse vollkommen. Die Gesamtenergie der Teilchen geht in die Energie des el.mag. Feldes über.
Damit zwischen zwei Teilchen eine WW stattfinden kann muss eins ein Quant aussenden und das andere dieses absorbieren.
Die emittierte Energie geht in die Energie des el. mag. Feld über und von diesem in das absorbierenten Teilchens, dass heist es findet eine WW zwischen Teilchen über das el.mag. Feld statt. In diesem Sinne kann ein Teilchen (mit sich selbst), Teilchen -> el.mag. Feld -> Teilchen, wechselwirken.
Das el.mag. Feld kann man sich als eine Gesamtheit einzelner, durch nichts miteinander verbundener Schwingungen vorstellen.
Die möglichen Energiewerte dieser Schwingungen sind = hf(n+1/2), mit Frequenz f und n Anzahl der Quanten.
Was aber enspricht 1/2?
Es ist die Nullenergie des Zustandes in dem es keine Quanten gibt.
Das heist, dass auch bei der niedrigsten Energie im Grundzustand die Schwingung nicht aufhört, dass keine Ruhe eintritt.
Das ist eine direkte Folge des Unbestimmtheitsprinzips. Das el.mag. Feld ist auch beim Fehlen von Quanten nicht Null.
Es führt seine Nullschwingungen aus und beeinflußt die Teilchen.
Diesen Einfluß(Zitterbewegung) haben die Innsbrucker Physiker nun auch experimentell nachgewiesen.

EMI

PS: In einer Fünftelsekunde kann man fundiertes Wissen rund um die Welt senden.
Aber es kann Jahre dauern, bis dieses von der Außenseite eines Menschenschädels nach innen dringt.
Bei manchen kommt es nie dort an.

Uli
18.01.10, 22:22
Zitterbewegungen verbrauchen Energie.

Eben nicht.


Kräftefrei ist nicht zu messen.

Hans

Du meinst allen Ernstes, eine kräftefreie Bewegung ist Messungen nicht zugänglich oder was willst du überhaupt sagen ?

Sorry, aber das ist einfach Quark, was du hier von dir gibst.

Hans
19.01.10, 09:56
Eben nicht.



Du meinst allen Ernstes, eine kräftefreie Bewegung ist Messungen nicht zugänglich oder was willst du überhaupt sagen ?

Sorry, aber das ist einfach Quark, was du hier von dir gibst.


Ich darf doch mir unlogisch erscheinende Darstellungen hinterfragen ohne das
man hier angemacht wird. (Quark erzählen).

Messen bedeutet Energieabgabe und Veränderung eines Vorzustands. Energiefreies Messen
gibt es nicht. Selbst geringste Energiemengen können nur gemessen werden wenn wenigstens
ein Teil ihrer Energie des Messvorgang absorbiert wird. Die Konsequenz für Prozesse im
Mikrokosmos dürften erheblich sein. Ein Messergebnis ist immer eine Zerstörung des
Messmediums und nur außerordentlich intelligente Methoden lassen vage Rückschlüsse zu.
Darum auch Heisenberg „ich weiß nicht wo und wann –Formel“ (Unschärferelation).

In unserem Makrokosmsos in dem wir alles sehen können gibt es demzufolge keine solchen
extremen Deutungen. Keiner würde ein Nobelpreis für eine Unschärfeformel erhalten die
das Kondensieren eines Wassertropfens aus einer Dampfwolke irgendwo und irgendwann mit
einer statistischen Wahrscheinlichkeit voraussagt.

Ich will einfach nur mal wissen wie das Problem messtechnisch bewältigt wird. Denn
jede ruhemassenlose Energie muss bei Absorption von 300 000 km/s auf 0 Sek.
gebracht werden. Wer dann glaubt das er einen Vorzustand gemessen hat bellt den
Mond an. Fragen dürfen doch gestellt werden. Das ist eine.

Hans

JoAx
19.01.10, 10:49
Ich darf doch mir unlogisch erscheinende Darstellungen hinterfragen ohne das
man hier angemacht wird. (Quark erzählen).


Dann stell mal deine Frage ohne selber anzumachen. So, als Vorschlag.


Gruss, Johann

Hans
19.01.10, 11:29
Dann stell mal deine Frage ohne selber anzumachen. So, als Vorschlag.


Gruss, Johann

Wie wir eine kräftefreie Zitterbewegung gemessen?
Warum ist sie kräftefrei wenn man sie messen kann?

ich weiß nicht so ganz ob du die Antwort geben könntest.


Hans

JoAx
19.01.10, 12:09
Wie wir eine kräftefreie Zitterbewegung gemessen?


Wenn du den Artikel in pro-physik liest, dann merkst du, das es sich bei dem Experiment um eine Simulation der Zitterbewegung gehandelt hat.


Dieses Kleinsche Paradoxon wird noch übertroffen von der quantenmechanischen Zitterbewegung, die ein kräftefreies relativistisches Teilchen macht. Ihr direkter experimenteller Nachweis steht zwar noch aus, doch jetzt haben Forscher in Österreich diese Bewegung mit einzelnen Ionen simuliert.


Also stellst du eine Frage zu einem Experiment, der noch gar nicht gemacht wurde.


Warum ist sie kräftefrei wenn man sie messen kann?


Wenn ich es wüsste, wie man es konkret realisieren könnte, .... :D
Das heisst aber nicht, dass es prinzipiell nicht möglich ist, wie man deinen Auslegungen entnehmen kann. Ein Bose-Einstein-Kondensat ist nach der Bestrahlung mit dem Laser auch zerstört, dennoch kann man (durch die Analyse des Lichtes, der "hinten" rauskommt) Rückschlüsse auf den Zustand des Systems vor der Bestrahlung ziehen.


ich weiß nicht so ganz ob du die Antwort geben könntest.


Ist es dein Verständnis von - "frei von Anmache"? Mir persönlich ist es egal, was du von mir hälst. Es geht nur um dein grundsätzliches Auftreten hier, allen und allem gegenüber.


Gruss, Johann

Uli
19.01.10, 19:29
Ich darf doch mir unlogisch erscheinende Darstellungen hinterfragen ohne das
man hier angemacht wird. (Quark erzählen).

Messen bedeutet Energieabgabe und Veränderung eines Vorzustands. Energiefreies Messen
gibt es nicht.
Hans

Wer behauptet das denn auch ?

Dass es eine kräftefreie Bewegung und ihr Analogon in der Quantenmechanik gibt, kann man jedoch nicht ernsthaft bezweifeln.
Auf solch alberne Diskussioinen habe ich eh weder Zeit noch Interesse. Bemüh dich also nicht.

Uli

fossilium
12.08.10, 21:46
Lieber Emi,

leider beantwortet der Link nicht eine einzige meiner Fragen.

Es geht um Atome, nicht um kleinere Teilchen - Atombewegung eben.

Um meine Frage einmal ganz simpel zu stellen:

Nach dem gängigen Gasmodell besteht ein Gas aus vielen einzelnen Atomen
oder Molekülen, die sich im Gas frei bewegen und gegeneinander und an die
Behälterwände stoßen. Meine Frage ist: was ist die Ursache der Bewegung
der Atome ? Wer oder was hat diese Bewegung in Gang gesetzt ? Wer oder
was hat ihnen die Bewegungsenergie verliehen? Was hat den ersten Stoß gegeben ? Und woher nahm das die zugehörige Energie ?

Ist diese Frage zu trivial ?

Ich glaube nicht.

Marco Polo
12.08.10, 22:50
Nach dem gängigen Gasmodell besteht ein Gas aus vielen einzelnen Atomen
oder Molekülen, die sich im Gas frei bewegen und gegeneinander und an die
Behälterwände stoßen. Meine Frage ist: was ist die Ursache der Bewegung
der Atome ? Wer oder was hat diese Bewegung in Gang gesetzt ? Wer oder
was hat ihnen die Bewegungsenergie verliehen? Was hat den ersten Stoß gegeben ? Und woher nahm das die zugehörige Energie ?

Hallo fossilum,

so wie ich das verstanden habe, können Atome niemals stillstehen. Es bliebe selbst am absoluten Nullpunkt, also 0 Kelvin, eine quantenphysikalische Restbewegung übrig (Nullpunktenergie).

Allerdings kann der absolute Nullpunkt nie erreicht werden.

Atome bewegen sich demnach immer, also gibt es auch nichts, das diese Bewegung in Gang gesetzt hat.

Steigt jetzt die Temperatur, dann steigt die quadratisch gemittelte Geschwindigkeit aller Teilchen eines Stoffes:

http://upload.wikimedia.org/math/8/d/0/8d0c34a950402c177fa66b11c9daa600.png

Gruss, Marco Polo

JoAx
12.08.10, 23:16
Hallo fossilium!


was ist die Ursache der Bewegung der Atome ? Wer oder was hat diese Bewegung in Gang gesetzt ? Wer oder was hat ihnen die Bewegungsenergie verliehen? Was hat den ersten Stoß gegeben ? Und woher nahm das die zugehörige Energie ?


Was ist die Ursache einer jeden Bewegung? - Der Urknall?
Was ist die Ursache des Urknalls? - ...???

Ist diese Frage beantwortbar?


Gruss, Johann

JGC
12.08.10, 23:53
Hallo fossilum,

so wie ich das verstanden habe, können Atome niemals stillstehen. Es bliebe selbst am absoluten Nullpunkt, also 0 Kelvin, eine quantenphysikalische Restbewegung übrig (Nullpunktenergie).

Allerdings kann der absolute Nullpunkt nie erreicht werden.

Atome bewegen sich demnach immer, also gibt es auch nichts, das diese Bewegung in Gang gesetzt hat.

Steigt jetzt die Temperatur, dann steigt die quadratisch gemittelte Geschwindigkeit aller Teilchen eines Stoffes:

http://upload.wikimedia.org/math/8/d/0/8d0c34a950402c177fa66b11c9daa600.png

Gruss, Marco Polo


Hi...

Sorry Leute, ist das nicht ein Widerspruch??

Das Universum verbraucht doch auch all diese Energien wieder!!

Oder ist die Sternentstehung, die Planeten, die Ökosphäre, das Wetter, unser Dasein und all das, was fortlaufenden Veränderungen unterworfen ist, etwa für "Umme"??