Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Schwarzes Loch und Gravitonen
Quantum Of Justice
30.07.18, 10:46
Hallo zusammen
Kann jemand erklären, wieso man Gravitonen nicht ausschliessen kann, wenn man annimmt Schwarze Löcher (SL) haben Gravitativen einfluss auf die Umgebung.
Denn wenn Gravitonen die Gravitationskraft übermitteln würden, dürften Sie das SL ja auch nicht verlassen können. Gravitonen sind ja das Pandant zu den Photonen in der elektromagnetischen WW.
Für mich siehts einfach nach eine rein geometrischen Sachen aus, und nicht etwa ein Eichboson das mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist.
Oder hab ich die Gravitonen einfach falsch verstanden?
Danke und Gruss
QOJ
Es ist ein Irrglaube, dass die el.-mag. WW auschließlich durch real propagierende Photonen übermittelt wird. Eine recht anschauliche mathematische Formulierung der QED enthält ein Coulomb-Potential plus Fluktuationen des el.-mag. Feldes.
Quantum Of Justice
30.07.18, 15:23
Es ist ein Irrglaube, dass die el.-mag. WW auschließlich durch real propagierende Photonen übermittelt wird. Eine recht anschauliche mathematische Formulierung der QED enthält ein Coulomb-Potential plus Fluktuationen des el.-mag. Feldes.
(1) Und die kommunizieren wie zur äusseren welt (ausserhalb des Schwarzschildes) wenn es um el.Mag. WW eines SL handelt?
Irgend eine From von Information dürfte es ja nicht sein, weil diese im SL bleibt...
:rolleyes:
(2) Gibt es irgend ein Experiement wo man el.mag. WW messen/festellen kann, aber kein Photonenaustausch stattfindet??
Und die kommunizieren wie zur äusseren welt (ausserhalb des Schwarzschildes) wenn es um el.Mag. WW eines SL handelt?
Salopp ausgedrückt: die virtuellen Photone (die für die elektrostatische Felder zuständig sind) unterliegen nicht der Einschränkung, nur mit LG unterwegs sein zu müssen/dürfen. So ein (statisches) Gravitationsfeld würde auch durch virtuelle Gravitonen generiert werden.
(1) Und die kommunizieren wie zur äusseren welt (ausserhalb des Schwarzschildes) wenn es um el.Mag. WW eines SL handelt?Gar nicht. Und auch Fluktuationen des gravitativen Feldes werden nicht nach außen kommuniziert. Das statische Feld war schon vor dem Kollaps da, das muss auch nicht nach außen kommuniziert werden.
Irgend eine From von Information dürfte es ja nicht sein, weil diese im SL bleibt...
:rolleyes:Eben.
(2) Gibt es irgend ein Experiement wo man el.mag. WW messen/festellen kann, aber kein Photonenaustausch stattfindet??Kein Austausch realer Photonen. Natürlich.
Quantum Of Justice
30.07.18, 16:01
Salopp ausgedrückt: die virtuellen Photone (die für die elektrostatische Felder zuständig sind) unterliegen nicht der Einschränkung, nur mit LG unterwegs sein zu müssen/dürfen. So ein (statisches) Gravitationsfeld würde auch durch virtuelle Gravitonen generiert werden.
(1) Und was genau kann ich mir unter diesen virtuellen Eichbosonen vorstellen?
(2) Bedeutet hier virtuell: Niemals im Experiment nachweisbar?
(3) Was ist der unterschied zwischen Gravitationskraft durch Raumzeitgeometrie und virtuellen Gravitonen?
Quantum Of Justice
30.07.18, 16:04
Kein Austausch realer Photonen. Natürlich.
"Realer" heisst hier als teilchen? und "nicht real" als superposwellen?
"Realer" heisst hier als teilchen? und "nicht real" als superposwellen?Das Gegenteil zu real ist in diesem Fall "virtuell". Darüber hat dich JoAx schon aufgeklärt.
(1) Und was genau kann ich mir unter diesen virtuellen Eichbosonen vorstellen?
Das ist nicht in zwei Worten erklärbar. Das Forum alleine wird es auch nicht schaffen, da musst du schon selbst einiges lesen. Wir können dann zu konkreten Fragen etwas antworten. Alles, was R. Feynman (https://portal.dnb.de/opac.htm?method=simpleSearch&query=118827545) geschrieben hat, wäre an dieser Stelle hilfreich. Für den Anfang:
Feynmans Nobel-Vortrag (https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/feynman-lecture.html)
QED - the strange theory of light and matter (https://portal.dnb.de/opac.htm;jsessionid=I8dGqhJELKTLeq7MnS0H1R0LuCoqfY 7EdLVUs-gp.prod-fly0?method=showFullRecord¤tResultId=%22118827545%22%26any¤tPosition=2)
(2) Bedeutet hier virtuell: Niemals im Experiment nachweisbar?
Ja.
(3) Was ist der unterschied zwischen Gravitationskraft durch Raumzeitgeometrie und virtuellen Gravitonen?
Das mit den Gravitonen - die gibt es eigentlich noch nicht. Und u.U. wird es sie auch nie geben. :)
Gravitation ist hier "eigensinnig" und widersetzt sich erfolgreich den Quantisierungen, wie sie auf andere Felder angewandt wurden. Aber für deine Frage über den Informationsaustausch ist das irrelevant. Da kann man ruhig das elektrostatische Feld nehmen.
So ein (statisches) Gravitationsfeld würde auch durch virtuelle Gravitonen generiert werden.
So eine Aussage finde ich ziemlich gewagt. Der einzige Ansatz, der etwas mehr Beachtung in dieser Richtung fand, war der über Spin-Netzwerke und die haben mit "Gravitonen" wenig bis gar nichts zu tun. "Gravitonen" werden AFAIK vor allem gerne von Stringtheoretikern postuliert, weil die dort recht gut in's Konzept passen.
So eine Aussage finde ich ziemlich gewagt. Der einzige Ansatz, der etwas mehr Beachtung in dieser Richtung fand, war der über Spin-Netzwerke und die haben mit "Gravitonen" wenig bis gar nichts zu tun. "Gravitonen" werden AFAIK vor allem gerne von Stringtheoretikern postuliert, weil die dort recht gut in's Konzept passen.
Ja. Deswegen auch mein Satz im letzten Post, dass es noch gar keine Gravitationstheorie mit Gravitonen gibt. Die werden analog zu Photonen (und wohl auch) rein sprachlich eingeführt/benutzt, ohne, dass es dafür tatsächlich brauchbare Mathe gibt. So ist jedenfalls mein Eindruck.
Solche "Feinheiten" aus der Wissenschaft müssen auch kennengelernt werden. :)
Um es klar zu sagen: zur Erklärung, wie und warum ein SL ein (klassisches) Gravitationsfeld erzeugt, sind Betrachtungen zu Gravitonen völlig unnötig; die ART reicht völlig aus. Dies ist im Rahmen der Elektrodynamik und der Quantenelektrodynamik ähnlich: man muss das Coulombfeld keinesfalls mittels virtueller Photonen beschreiben; dies kann für bestimmte Berechnungen vorteilhaft sein, für die Diskussion des Potentials ist es nicht sinnvoll und nicht notwendig.
Ja. Deswegen auch mein Satz im letzten Post, dass es noch gar keine Gravitationstheorie mit Gravitonen gibt. Die werden analog zu Photonen (und wohl auch) rein sprachlich eingeführt/benutzt, ohne, dass es dafür tatsächlich brauchbare Mathe gibt. So ist jedenfalls mein Eindruck.
Bei der Stringtheorie gibt es soviel brauchbare Mathe, dass die zugehörigen "Theorien" oftmals gar nicht mehr als Physik, sondern als Mathe bezeichnet werden :) , auch weil es keine oder nur sehr wenige experimentell überprüfbare Vorhersagen gibt.
Es gibt durchaus brauchbare Theorien mit Gravitonen, und zwar nicht nur im Rahmen der Stringtheorie.
Zunächst mal enthält eine vernünftige Quantisierung der ART diese - und damit auch die Metrik bzw. das Gravitationsfeld - als klassischer Grenzfall.
Darüberhinaus sind viele Quantisierungen der ART nicht völlig inkonsistent, sie liefern lediglich keinen konsistenten UV-Abschluss; d.h. aber, sie sind als effektive Theorien in einem bestimmten Energiebereich durchaus nutzbar.
All dies ist jedoch für das Problem des klassischen Gravitationsfeldes irrelevant.
Ich versuche mal ein Résumé. Falls etwas nicht stimmt - haut drauf. :)
1. Das Beste, was wir (Menschen) zum Thema Gravitation haben, ist die ART. Das Beste bedeutet - deckt alle beobachtete Phänomene und ist am einfachsten (von allem, was man so alles hat).
2. ART lässt sich nicht quantisieren. Was bei der Elektrodynamik bsw. funktioniert hat, versagt bei der ART. Und es sieht so aus, dass es so tatsächlich gar nicht gehen kann. (Nicht vollends, wie man dem Beitrag von TomS entnehmen kann, aber doch ausreichend, um sie nur mit Vorsicht zu genießen.)
3. Die Gründe sind aber andere, als das, was TS vermutet. Er/Sie fragt ja danach, warum Gravitonen nicht aufgrund der LG-Einschränkung abgelehnt werden können:
Kann jemand erklären, wieso man Gravitonen nicht ausschliessen kann, wenn man annimmt Schwarze Löcher (SL) haben Gravitativen einfluss auf die Umgebung.
Denn wenn Gravitonen die Gravitationskraft übermitteln würden, dürften Sie das SL ja auch nicht verlassen können. Gravitonen sind ja das Pandant zu den Photonen in der elektromagnetischen WW.
4. Jetzt könnte man sich aber über die el. Ladung eines SL's Gedanken machen. Damit wären wir von den "Gravitonen" weg, müssten so einer Argumentation nach ... was? ... verbieten, dass SL's el. geladen sein dürfen? Geht nicht. Selbst wenn ein SL el. neutral ist, das em. Feld ist trotzdem da. Elektrische Ladungen sind rein gefallen. Spätestens jetzt wären "virtuelle Teilchen" (wenn man den möchte) wieder ein Thema.
Oder?
haut drauf. :)
"Glück gehabt". Ich habe erst mal keine Einwände :) .
1. Das Beste, was wir (Menschen) zum Thema Gravitation haben, ist die ART. Das Beste bedeutet - deckt alle beobachtete Phänomene und ist am einfachsten (von allem, was man so alles hat)
Phänomenologisch richtig, theoretisch nicht richtig. Wir wissen, dass die ART für sich alleine Probleme hat - Stichwort Singularitäten - und dass sie als klassische Theorie nicht mit der Quantenmechanik vereinbar ist - Stichwort z.B. Hawkingstrahlung mit Informationsverlust bzw. Verletzung der Unitarität
2. ART lässt sich nicht quantisieren. Was bei der Elektrodynamik bsw. funktioniert hat, versagt bei der ART. Und es sieht so aus, dass es so tatsächlich gar nicht gehen kann.
Nicht richtig.
Wir kennen vermutlich konsistente Quantisierungsmethoden der ART (im Rahmen der Stringtheorie, evtl. Supergravitation, Asymptotic Safety nach Weinberg et al.), wir können diese Theorien jedoch nicht phänomenologisch sowie noch nicht abschließend theoretisch beurteilen.
Was bei der Elektrodynamik bsw. funktioniert hat, versagt bei der ART.
Hier versagen bestimmte Methoden, die die Gültigkeit einer speziellen Näherung voraussetzen; dies wird im Zuge der Asymptotic Safety geeignet verallgemeinert.
Der TS fragt ja danach, warum Gravitonen nicht aufgrund der LG-Einschränkung abgelehnt werden können.
Dazu hatten wir festgestellt, dass dies auf einem Missverständnis bzgl. der Gravitonen beruht. Das ist bereits im Zuge der QED ein Missverständnis.
Jetzt könnte man sich aber über die el. Ladung eines SL's Gedanken machen. Damit wären wir von den "Gravitonen" weg, müssten so einer Argumentation nach ... was? ... verbieten, dass SL's el. geladen sein dürfen? Geht nicht. Selbst wenn ein SL el. neutral ist, das em. Feld ist trotzdem da. Elektrische Ladungen sind rein gefallen. Spätestens jetzt wären "virtuelle Teilchen" (wenn man den möchte) wieder ein Thema. Oder?
Nein, wären sie nicht.
Nochmal:
Man kann die QED für bestimmte Problemstellungen so formulieren, dass es so aussieht, als wäre die gesamte el.-mag. WW in "virtuellen Photonen" kodiert; dies ist z.B. für Streuexperimente sinnvoll.
Aber diese Formulierung ist völlig ungeeignet für andere Problemstellungen, z.B. die Lamb-Shift im Wasserstoffatom. Grob gesprochen geht es um die Zerlegung des Photonfeldes
A = A₀ + a
wobei A für das gesamte Feld steht, A₀ für einen klassischen Anteil sowie a für die Fluktuationen, aus denen nach der Quantisierung die Photonen hervorgehen.
Setzt man A₀ = 0, so versteht man das Coulombfeld nur schlecht; rein praktisch ist diese Näherung ungeeignet, wenn man mit einem Coulombfeld rechnen muss.
Setzt man dagegen A₀ = "Lösung der klassischen Maxwellgleichung", so beschreibt a die Fluktuationen auf dieser klassischen Lösung; dieser Ansatz ist z.B. bei der Berechnung der Lamb-Shift wichtig.
Die gesamte Diskussion dreht sich also um ein Missverständnis und um eine ungeeignete Näherung.
Quantum Of Justice
02.08.18, 09:32
Ich geh nochmals "On-Topic" und revidiere meine Grundfrage:
(1) Kann man REALE Gravitonen (echte Teilchen, so wie sie in der Quantengravitationstheorie beschrieben werden) nun ausschliessen, wenn man annimmt Schwarze Löcher (SL) haben gravitativen Einfluss auf die Umgebung?
ODER:
(2) Oder hab ich die Theorie nicht durchblickt und es ist immer nur die Rede von virtuellen Gravitonen? :confused: :(
(1) Kann man REALE Gravitonen (echte Teilchen, so wie sie in der Quantengravitationstheorie beschrieben werden) nun ausschliessen, wenn man annimmt Schwarze Löcher (SL) haben gravitativen Einfluss auf die Umgebung?
Nein.
Gravitonen sind im Rahmen eines bestimmten mathematischen Formalismus sinnvoll; in bestimmten Regimen kann man damit vernünftig rechen; ein messtechnischer Nachweis ist prinzipiell denkbar, leider jedoch praktisch nicht umsetzbar.
Mit Schwarzen Löchern hat das nichts zu tun.
Und ja, diese haben natürlich einen gravitativen Einfluss auf die Umgebung.
(2) Oder hab ich die Theorie nicht durchblickt und es ist immer nur die Rede von virtuellen Gravitonen?
Die wesentlichen makroskopischen Effekte können vollständig ohne das Konzept von Gravitonen formuliert werden, so wie das Coulombfeld ohne Photonen beschrieben werden kann.
Virtuelle Gravitonen sind evtl. relevant, um ganz bestimmte Prozesse in ganz bestimmten Regimen zu beschreiben.
Reale Gravitonen sind, wie oben besprochen, theoretisch nachweisbar, praktisch jedoch nicht.
Quantum Of Justice
02.08.18, 10:49
Schwarzen Löchern
Und ja, diese haben natürlich einen gravitativen Einfluss auf die Umgebung.
Reale Gravitonen sind, wie oben besprochen, theoretisch nachweisbar, praktisch jedoch nicht.
Okay, daraus folgert eine neue Frage:
(1) Wie können diese realen Gravitonen aus dem SL entweichen? Und die Information der Gravitationskraft an das Umfeld (ausserhalb des SS-Radius) weiter geben?
Okay, daraus folgert eine neue Frage:
(1) Wie können diese realen Gravitonen aus dem SL entweichen? Und die Information der Gravitationskraft an das Umfeld (ausserhalb des SS-Radius) weiter geben?
Sie können nicht entweichen!
s.o.:
Um es klar zu sagen: zur Erklärung, wie und warum ein SL ein (klassisches) Gravitationsfeld erzeugt, sind Betrachtungen zu Gravitonen völlig unnötig; die ART reicht völlig aus. Dies ist im Rahmen der Elektrodynamik und der Quantenelektrodynamik ähnlich: man muss das Coulombfeld keinesfalls mittels virtueller Photonen beschreiben; dies kann für bestimmte Berechnungen vorteilhaft sein, für die Diskussion des Potentials ist es nicht sinnvoll und nicht notwendig.
Dazu hatten wir festgestellt, dass dies auf einem Missverständnis bzgl. der Gravitonen beruht. Das ist bereits im Zuge der QED ein Missverständnis.
...
Man kann die QED für bestimmte Problemstellungen so formulieren, dass es so aussieht, als wäre die gesamte el.-mag. WW in "virtuellen Photonen" kodiert; dies ist z.B. für Streuexperimente sinnvoll.
Aber diese Formulierung ist völlig ungeeignet für andere Problemstellungen, z.B. die Lamb-Shift im Wasserstoffatom. Grob gesprochen geht es um die Zerlegung des Photonfeldes
A = A₀ + a
wobei A für das gesamte Feld steht, A₀ für einen klassischen Anteil sowie a für die Fluktuationen, aus denen nach der Quantisierung die Photonen hervorgehen.
Setzt man A₀ = 0, so versteht man das Coulombfeld nur schlecht; rein praktisch ist diese Näherung ungeeignet, wenn man mit einem Coulombfeld rechnen muss.
Setzt man dagegen A₀ = "Lösung der klassischen Maxwellgleichung", so beschreibt a die Fluktuationen auf dieser klassischen Lösung; dieser Ansatz ist z.B. bei der Berechnung der Lamb-Shift wichtig.
Die gesamte Diskussion dreht sich also um ein Missverständnis und um eine ungeeignete Näherung.
Quantum Of Justice
02.08.18, 11:06
Sie können nicht entweichen!
Dann Blick ich jetzt nicht durch:
(1) Wieso kann man sie dann nicht ausschliessen?
(2) Denn wenn es die realen Gravitonen geben sollte, wie erklären wir dann die Gravitationsfeld an die Umgebung von SL?
Ein gute Theorie sollte doch alle Beobachtungen mit Optimalfall Vorhersagen, aber im Mindestfall bestätigen.
(3) aber im SL-Fall funktioniert alles wie gewohnt ohne reale Gravitonen? Wie das?
(1) Wie können diese realen Gravitonen aus dem SL entweichen? Und die Information der Gravitationskraft an das Umfeld (ausserhalb des SS-Radius) weiter geben?
Sie brauchen nicht aus dem SL zu entweichen. Reale Photone "bilden" em. Wellen. Und so würden auch reale Gravitone Gravitationswellen "bilden". Also, lass uns zu den Wellen zurück gehen. Diese "entstehen" aber nicht im Objekt, sondern "draussen", im entsprechenden Feld, wenn das Objekt beschleunigt bewegt ist.
D.h. bsw. - die Sonne für sich alleine sendet keine Grav.Wellen, aber das System Sonne-Erde, oder Sonne-Jupiter, oder Sonne-Erde-Jupiter sendet welche. Genau so ist es mit SL statt Sonne.
(1) Wieso kann man sie dann nicht ausschliessen?
Gravitonen entsprechen Fluktuationen des Gravitationsfeldes; dass sie aus einem SL nicht entkommen könne bedeutet ja nicht, dass sie nicht anderweitig entstehen könne
(2) Denn wenn es die realen Gravitonen geben sollte, wie erklären wir dann die Gravitationsfeld an die Umgebung von SL?
Nochmal: zur Erklärung des Gravitationsfeldes sind Gravitonen in niedrigster Näherung völlig irrelevant. Genauso wie Photonen völlig irrelevant zur Erklärung des Coulombfeldes sind. Für beides existieren mathematische Gleichungen ohne die o.g. Fluktuationen.
(3) aber im SL-Fall funktioniert alles wie gewohnt ohne reale Gravitonen? Wie das?
Für die ART ist das extrem kompliziert, für die Elektrodynamik jedoch vergleichsweise einfach; ich habe das oben schon mal geschrieben.
Das elektrische Potential A wird dargestellt als
A = A° + a
a entspricht den Fluktuationen, aus denen später die Photonen hervorgehen. Du kannst nun eine Näherungslösung mit a = 0 und A° = "Coulombfeld" konstruieren, d.h. die Fluktuationen a sind kleine Störungen zu A°, zur Berechnung des Coulombfeldes A° sind sie nicht notwendig.
Quantum Of Justice
02.08.18, 13:51
Sie brauchen nicht aus dem SL zu entweichen. Reale Photone "bilden" em. Wellen. Und so würden auch reale Gravitone Gravitationswellen "bilden". Also, lass uns zu den Wellen zurück gehen. Diese "entstehen" aber nicht im Objekt, sondern "draussen", im entsprechenden Feld, wenn das Objekt beschleunigt bewegt ist.
Bei Magnetismus werden doch auch reale Photonen ausgetauscht, oder nicht? Also wenn ich zwei Magnete zueinander in die Nähe bringe, dann tauschen sie doch reale Photonen aus? Wenn ich jetzt die beide An den Ereignishorizont "heranführe" (theoretisch zumindest) und der eine Magnet dahinter, und der andere davor ist, ist doch die anziehenung (oder abstossung) dahin, oder nicht?
D.h. bsw. - die Sonne für sich alleine sendet keine Grav.Wellen, aber das System Sonne-Erde, oder Sonne-Jupiter, oder Sonne-Erde-Jupiter sendet welche. Genau so ist es mit SL statt Sonne.
D.h unsere Bahnen sind nicht stabil? d.h. auch wenn unsere Sonne beliebig alt werden könnte, würden wir durch die Gravitationswellenbremseffekt in die Sonne reinfallen?
D.h. auch wenn ich eine Zweimassen-RT-Simulation laufenlasse, driften die immer aufeinander zu? (natürlich bei kleinen Massen in verhältnismässig gigantischen Zeitskalen)
Bei Magnetismus werden doch auch reale Photonen ausgetauscht, oder nicht? Also wenn ich zwei Magnete zueinander in die Nähe bringe, dann tauschen sie doch reale Photonen aus?
Du kannst das mittels virtueller Photonen beschreiben. Aber nochmal, in niedrigster Näherung benötigst du lediglich die klassischen Maxwellgleichungen,
Wenn ich jetzt die beide An den Ereignishorizont "heranführe" und der eine Magnet dahinter, und der andere davor ist, ist doch die Anziehung (oder Abstoßung) dahin, oder nicht?
Nee.
Du stellst dir immer noch vor, dass es da einen Austausch von Teilchen geben muss. Aber dem ist nicht so; das ist ein nettes und anschauliches Bild, das aber auch in die Irre führen kann.
Im konkreten Fall müsstes du eine stromdurchflossene Leiterschleife durch den EH fallen lassen und das im Außenraum resultierende Feld berechnen; das ist extrem kompliziert, funktioniert aber ohne Photonen und rein klassisch.
Quantum Of Justice
02.08.18, 14:58
Du kannst das mittels virtueller Photonen beschreiben. Aber nochmal, in niedrigster Näherung benötigst du lediglich die klassischen Maxwellgleichungen,
Nee.
Du stellst dir immer noch vor, dass es da einen Austausch von Teilchen geben muss. Aber dem ist nicht so; das ist ein nettes und anschauliches Bild, das aber auch in die Irre führen kann.
Im konkreten Fall müsstes du eine stromdurchflossene Leiterschleife durch den EH fallen lassen und das im Außenraum resultierende Feld berechnen; das ist extrem kompliziert, funktioniert aber ohne Photonen und rein klassisch.
Da muss ich wohl noch hinter die Bücher...
was ist den der unterschied zwischen einem virtuellen Photon und einem Photon, dass aus einem Laser im Vacuum als superposwelle daherkommt?
Bei Magnetismus werden doch auch reale Photonen ausgetauscht, oder nicht?
Nein. Für alle statischen Felder nimmt man, wenn man es den unbedingt möchte (siehe TomS Kommentare*) - virtuelle Teilchen. Ein Magnetfeld ist auch statisch, solange die "Quelle" nicht bewegt wird. (Kennst du noch die Geschichte, wie man zum ersten mal Strom mit einem Magneten erzeugt hat?)
D.h unsere Bahnen sind nicht stabil? ...
Ja. Wir sind aber nicht nur Sender sondern zugleich auch Empfänger.
D.h. auch wenn ich eine Zweimassen-RT-Simulation laufenlasse, driften die immer aufeinander zu?
Ja, wenn die Simulation korrekt programmiert wurde, und es bei entsprechend kleinen Massen keine Rundungsfehler passieren. :)
Die Leistung die da abgegeben wird, ist extrem niedrig, im Vergleich zu EM.
* Ja. Mit den virtuellen Teilchen muss man vorsichtig sein, die Grenzen gut kennen. Z.B. kann man mit deren Hilfe keine Informationen übertragen.
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Wenn ich jetzt die beide An den Ereignishorizont "heranführe" (theoretisch zumindest)
Wenn du das tust, dann ist am geeignetsten vermutlich die Vorstellung, dass das Magnetfeld vom Magneten, der unter dem EH verschwunden ist, "eingefroren" ist. (So auch mit der el. Ladung.)
Das ist jetzt aber echt grenzwertiger Pop. Ich empfehle dem Rat von TomS zu folgen und sich klar machen, dass es nicht besonders sinnvoll/schlau ist, so weiter zu machen.
Da muss ich wohl noch hinter die Bücher...
was ist den der unterschied zwischen einem virtuellen Photon und einem Photon, dass aus einem Laser im Vacuum als superposwelle daherkommt?
Guter Vorsatz. R. Feynman lesen.
...was ist den der unterschied zwischen einem virtuellen Photon und einem [reellen] Photon, dass aus einem Laser ... daherkommt?
Das reelle Photon ist das fundamentale Quant des Strahlungsfeldes; bis zu einem gewissen Grad besteht eine mathematische Freiheit, wie man das Strahlungsfeld in derartige Quanten zerlegt, d.h. man kann dies an die Problemstellung anpassen.
Das virtuelle Photon ist eine Berechnungsvorschrift in einer bestimmten Näherung, die weder allgemeingültig noch zwingend notwendig ist. Insbs. im Niederenergiebereich der QCD funktioniert diese Näherung für virtuelle Gluonen nicht!
Quantum Of Justice
03.08.18, 14:12
Guter Vorsatz. R. Feynman lesen.
Kannst du mir einen Link geben zu einem guten Artikel? der Magnetischefelder quantenmechanisch beschreibt und inkl. virtueller Photonen?
Kannst du mir einen Link geben zu einem guten Artikel? der Magnetischefelder quantenmechanisch beschreibt und inkl. virtueller Photonen?
Welche Vorkenntnisse in theoretischer Physik hast du?
Quantum Of Justice
03.08.18, 14:36
Mit den virtuellen Teilchen muss man vorsichtig sein, die Grenzen gut kennen. Z.B. kann man mit deren Hilfe keine Informationen übertragen.
Ich kann doch zwei Dauermagnete im Abstand 1cm haben und den einen Schwingen lassen und der andere Kriegt das mit... oder
Ist den ein statisches Magnetfeld nicht elektromagnetischer Natur?
Und bedeutet das, dass wir noch nicht wissen wie das statisch Magnetfeld funktioniert?
Ich kann doch zwei Dauermagnete im Abstand 1cm haben und den einen Schwingen lassen und der andere Kriegt das mit... oder
Ist den ein statisches Magnetfeld nicht elektromagnetischer Natur?
Und bedeutet das, dass wir noch nicht wissen wie das statisch Magnetfeld funktioniert?
Es bedeutet, dass ich mich der letzten Frage von TomS anschließe. :)
Quantum Of Justice
06.08.18, 08:12
Welche Vorkenntnisse in theoretischer Physik hast du?
Einfachste Basic, desshalb bin ich ja hier. Wir hatten QM als Freifach im Studium, welches ich besucht hatte.
Ich suche nach formelfreien Erklärungen
Ich suche nach formelfreien Erklärungen
Zu Erklärung von elektromagnetischen Feldern im Kontext der Quantenelektrodynamik - u.a. mittels virtueller Teilchen??
Quantum Of Justice
06.08.18, 11:44
Zu Erklärung von elektromagnetischen Feldern im Kontext der Quantenelektrodynamik - u.a. mittels virtueller Teilchen??
Ja, aber begrenzt auf magnetische feld von dauermagneten und ich benötige keine beweise durch mathematische gleichungen. Ausschliesslich die Erklärung und interpretation aus QM SICHT.
Ja, aber begrenzt auf magnetische feld von dauermagneten und ich benötige keine beweise durch mathematische gleichungen. Ausschliesslich die Erklärung und interpretation aus QM SICHT.
Siehe zunächst mal nach (6.82) auf S. 140 unten in
http://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/qft/six.pdf
Wenn du nun QED betreiben möchtest, dann musst du beachten, dass die Felder psi und A quantisiert sind und demnach Feldoperatoren entsprechen; d.h. die Informationen bzgl. des physikalischen Zustandes hängen nicht an diesen Feldoperatoren sondern an einem Zustandsvektor wie in (6.52). Im Falle des el.-mag. Feldes musst du außerdem die Projektion auf transversale Zustände berücksichtigen (6.84), das ist im Hamiltonian noch nicht explizit enthalten.
Für das magnetische eines Dauermagneten würdest du für das Vektorpotential A wiederum die Zerlegung
A = A° + a
einführen, wobei A° der klassischen Lösung der Maxwellgleichungen entsprechen würde. Das selbe gilt für die fermionischen Felder psi bzw. den Strom j.
D.h. in nullter Näherung in ℏ liefert die QED gerade die klassischen Lösungen; in höherer Ordnung folgen dann Strahlungskorrekturen wie im Falle der Lamb-Shift.
Quantum Of Justice
07.08.18, 08:15
Siehe zunächst mal nach (6.82) auf S. 140 unten in
http://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/qft/six.pdf
...
Danke für die Ausführliche Antwort.
Aber sie Hilft mir nur bedingt weiter.
Ich muss wohl meine Frage anders stellen:
Gibt es in der QM (QED) Felder ohne Eichbosonen als Boten?
(1) wenn ja, welche alle? Und wieso kann man dann die Gravitation dann nicht dazu zählen? (Ich dachte alle hätten...)
(2) wenn nein, welches ist das Eichboson im Feld von zwei Dauermagneten
(3) virtuelle Teilchen sind "hervorgegangen", da sie in den Feld-Gleichungen auf Tauchen und als Teilchen representiert werden, aber man weiss es gibt sie nicht? D.h. virtuell = mathematisch-theoretisch ?
(4) Sind diese virtuellen Teilchen Weltweit anerkannt und fester Bestandteil der QM-Theorie? (Bitte Antwort mit "Ja, weil..." oder "Nein, weil..." beginnen)
Gibt es in der QM (QED) Felder ohne Eichbosonen als Boten?
Ja.
Siehe der Hamiltonian im verlinkten Dokument; er enthält einen „statischen Coulombterm“ zwischen zwei fermionischen Ladungsdichten.
Wichtig: die Form des Hamiltonians ist eichabhängig, d.h. diese Eigenschaft gilt nicht in allen Eichungen.
wenn ja, welche alle?
Ich vermute, nur diese Spezialfälle in abelschen Eichtheorien, sicher kann ich das nicht sagen.
In der QCD ist dieses „Coulombpotential“ sehr kompliziert. In der QED resultiert das 1/r aus der Invertierung des Differentialoperators ∇ in ∇E = ρ; in der QCD ist stattdessen ein (∇-ieA)E= ρ zu invertieren, wobei der zweite Term symbolisch für eine komplizierte Matrix-Operation zu steht; jedenfalls tritt ein Integraloperator auf, der seinerseits von Eichfeld. A abhängt.
Wichtig: das “Coulombpotential” der QCD hängt vom Gluonfeldoperator A ab. Dieser Feldoperator darf jedoch i.A. nicht störungstheoretisch behandelt werden, d.h. man erhält nicht die bekannten “virtuellen” Gluonen.
und wieso kann man dann die Gravitation dann nicht dazu zählen?
Das hat zunächst nichts mit der Gravitation zu tun.
Virtuelle Eichbosonen als alleinige Träger der Wechselwirkung sind einfach ein populäres Missverständnis. Diese Näherung ist lediglich in einigen Spezialfällen zutreffend.
wenn nein, welches ist das Eichboson im Feld von zwei Dauermagneten
Siehe wieder (6.82). Die Wechselwirkung zwischen Fermionen wird - neben dem Coulombfeld - vermittelt durch den jA-Term. Dieser enthält in niedrigster Ordnung wieder ein rein klassisches Feld. Erst in nächster Ordnung musst du dann virtuelle Photonen betrachten; die bekannten Effekte der Elektrodynamik folgen jedoch ohne diese Terme höherer Ordnung.
virtuelle Teilchen sind "hervorgegangen" ... aber man weiss es gibt sie nicht? D.h. virtuell = mathematisch-theoretisch ?
Virtuelle Teilchen sind eine Rechenvorschrift, Feynman-Diagramme sind Methoden zur Buchhaltung.
Sind diese virtuellen Teilchen Weltweit anerkannt und fester Bestandteil der QM-Theorie?
Ja!
Es gibt tausende von Anwendungen und Artikel für die o.g. Näherung sowie die dabei zur Anwendung kommenden virtuellen Teilchen. Die Lehrbücher sind voll davon. Fakt ist nur, dass du hier Fragen stellst, für die diese virtuellen Teilchen zunächst keinen sinnvollen Startpunkt darstellen.
Betrachte die Funktion
f(x) = 1/(1-x)
sowie ihre Taylorreihe
f(x) ≈ 1 + x + x² + ...
Diese Funktion beschreibe irgendein physikalisches Phänomen.
Für sehr kleine x ist ist die o.g. Taylorreihe eine sinnvolle Näherung. Für große x, bzw. bereits für |x| ≈ 1 ist diese Taylorreihe dagegen sinnlos. Für große x wäre z.B.
f(x) = 1/(1-x) = 1/[x(1/x - 1)] = 1/x * 1/(z-1)
mit sehr kleinem z = 1/x sinnvoll.
Nun wird zu den virtuellen Teilchen: Im ersten Fall für sehr kleine x entspräche f(x) ≈ 1 der klassischen Näherung der Elektrodynamik, die Terme x, x², ... den Quantenkorrekturen bzw. virtuellen Teilchen. Im zweiten Fall für sehr große x entspräche dagegen f(x) = 1/x der klassischen Näherung der Elektrodynamik, die Terme z, z², ... den virtuellen Teilchen. Es gibt also nicht “das” virtuelle Teilchen, es handelt sich vielmehr um ein dem jeweiligen Kontext angepasstes Konstrukt. Insbs. ist es sinnlos, im Falle sehr großer x nach dem Wesen der Terme x, x², ... zu fragen. Und normalerweise startet die Näherung nie mit virtuellen Teilchen.
Zurück zu deiner Fragestellung: hier müsste man die Einstein-Maxwell-Gleichungen für die Schwarzschild-Raumzeit mit einer kleinen Störung = einem frei fallenden Dauermagneten lösen.
Quantum Of Justice
07.08.18, 12:06
Ja.....
Tom ich brauch hier eine Fussgänger-Erklärung!
Auch inform von direkten antworten und keine umschreibungen.
Tom ich brauch hier eine Fussgänger-Erklärung!
Auch inform von direkten antworten und keine umschreibungen.
Hast du mein Beispiel zur Taylornäherung verstanden?
Quantum Of Justice
07.08.18, 15:21
Hast du mein Beispiel zur Taylornäherung verstanden?
Nein.
Andere frage: wenn ich eine stromdurchflossene spule mit eisenkern habe. Dann kommuniziert die wicklung mit dem eisen via photonen? Und durch di photonen wird dann das eisen magnetisiert?
Hast du mein Beispiel zur Taylornäherung verstanden?
Nein.
Andere frage: wenn ich eine stromdurchflossene spule mit eisenkern habe. Dann kommuniziert die wicklung mit dem eisen via photonen? Und durch di photonen wird dann das eisen magnetisiert?
Nein, keine andere Frage, weil uns das nichts bringt.
Lass’ uns doch bitte meinen letzten Beitrag in Ruhe durchgehen.
Andere frage:
TomS hat sich Deiner angenommen. Ich würde an deiner Stelle das Angebot annehmen. :)
Quantum Of Justice
09.08.18, 08:21
TomS hat sich Deiner angenommen. Ich würde an deiner Stelle das Angebot annehmen. :)
würde ich ja, wenn nicht soviel verwiesen und weniger Mathematik betrieben würde...
Ich sag auch nicht, das der Antworten die ganze Arbeit machen muss. Wenn der Antworter die Antwort kennt, kann er es in einfachen Satz beantworten z.B. Ja/Nein, weil... oder Die Wissenschaft weiss es noch nicht, weil...
und ansonsten muss er sich zu nichts verpflichtet fühlen.
(4) Sind diese virtuellen Teilchen Weltweit anerkannt und fester Bestandteil der QM-Theorie? (Bitte Antwort mit "Ja, weil..." oder "Nein, weil..." beginnen)
Was passt dir an der Antwort
Ja!
Es gibt tausende von Anwendungen und Artikel für die o.g. Näherung sowie die dabei zur Anwendung kommenden virtuellen Teilchen. Die Lehrbücher sind voll davon. Fakt ist nur, dass du hier Fragen stellst, für die diese virtuellen Teilchen zunächst keinen sinnvollen Startpunkt darstellen.
nicht?
Wie soll ich mit
... wenn nicht soviel verwiesen und weniger Mathematik betrieben würde
wenn du nach einem mathematischen Thema fragst:
Virtuelle Eichbosonen als alleinige Träger der Wechselwirkung sind einfach ein populäres Missverständnis. Diese Näherung ist lediglich in einigen Spezialfällen zutreffend
...
Virtuelle Teilchen sind eine Rechenvorschrift, Feynman-Diagramme sind Methoden zur Buchhaltung.
Wie soll das funktionieren, wenn du nie zu Details der Beiträge nachfragst sondern ständig neue Baustellen aufmachst?
Es ist ein bisschen so, wie wenn jemand nach der Funktionsweise eines Autos fragt, nichts versteht, und dann zum Flugzeug überschwenkt. Du musst dich mit dem Thema und meinen Antworten befassen. Dazu gehört, dass du konkret und detailliert nachfragst, wenn du etwas nicht verstehst. Dann kann ich weiter darauf eingehen, und das tue ich auch gerne.
Was verstehst du z.B. an der Taylorentwicklung nicht? Warum? Weißt du, was eine Taylorentwicklung ist?
Tom ich brauch hier eine Fussgänger-Erklärung!
Auch inform von direkten antworten und keine umschreibungen.
Das ist schwierig.
Du fragst ständig nach Effekten virtueller Photonen im Kontext eines klassischen Magnetfeldes in einem Gravitationsfeld. Ich erkläre dir mehrfach, dass du dazu keine virtuellen Photonen benötigst, sondern dass es zunächst ausreichend und kompliziert genug ist, die klassischen Felder zu verstehen.
Ich versuche - ebenfalls mehrfach - zu erklären, dass du bzgl. der Natur der virtuellen Teilchen einem populären Missverständnis aufgesessen bist.
Also solltest deine Vorstellung über Bord werfen und bei Null anfangen, nicht bei einem irgendwie gearteten Standpunkt, den ich nur vermuten kann.
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