Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen
Zunächst, möchte ich mich als Neuling in diesem interessanten Forum vorstellen und allen Hallo sagen!
Eine Frage, die mich seit Kurzem beschäftigt ist, warum aufeinandergeschossene Teilchen (in Teilchenbeschleunigern beispielsweise) miteinander "reagieren". Unter reagieren meine ich natürlich nicht im chemischen Sinne, sondern dahingehend, dass sie bspw. in andere Teilchen zerfallen.
Sicherlich ist die Geschwindigkeit und die Masse (bpsw. eines auf hohe Geschwindigkeit gebrachten Protons) gleich Energie (E = m*v*v/2), aber wie kann man sich das vorstellen, "was interagiert" da miteinander aufgrund der Geschwindigkeiten von Teilchen (Quantenteilchen) miteinander, so dass sich etwas umwandelt.
Hm... hoffe, es ist keine zu blöde Frage....
Viele Grüße
Slash /
Hallo!
Also ich hab mir ein paar Gedanken gemacht - völlig nach meinem naiven Weltbild und ohne jede tiefere vor allem nicht mathematische Grundlage (nur zur Info, nicht das jemand etwas falsch versteht).
Wie gesagt, was ich nicht verstehe ist, was hat kinetische Energie mit der Bildung von Teilchen oder der Umwandlung von Teilchen zu tun bzw. welcher Prozess findet da statt... (so frage ich mich halt..)
Eine "These" wäre (so wie ich es mir vorstelle), dass beim Zusammenstoß bspw. von Protonen (wobei ich eigentlich mir einen Zusammenstoß von Quantenteilchen gar nicht vorstellen kann - was stösst da zusammen ? - Materiewellen ? aber egal...) , also, dass beim Zusammenstoß die Protonen plötzlich negativ beschleunigt werden (die kinetische Energie wird also frei) und dadurch wird das Higgs-Teilchenfeld dann so aufschäumend , dass die ganzen Strings aus deren aus deren Oberwellenschwingungen die Teilchen bestehen so angeregt werden, dass die neuen Teilchen erzeugt werden (z.B. ein Myon, etc....).
;) Es darf gelacht werden !
:)
Wer hat eine ernsthafte Erklärung für den Vorgang?
Hm... hoffe, es ist keine zu blöde Frage....
Hi Slash,
Erstmal vorneweg. Es gibt keine blöden Fragen.
Um ehrlich zu sein, reicht mein Wissen nicht aus, um deine Frage zu beantworten. Ich könnte mir denken, dass die kinetische Energie der beschleunigten Teilchen beim Zusammenstoss, die Energie der Grundkräfte wie z.B. Starke und schwache Wechselwirkung übertrifft und damit die Teilchen wie z.B. Protonen in seine Bestandteile zerreisst.
Von Erklärungen mittels Strings würde ich persönlich sowieso die Finger lassen. Solcherlei Dinge können mehr schlecht als recht erklärt werden, wenn man nicht über das nötigte Wissen verfügt resp. etliche Lebensjahre mit dem Studium solcher Theorien verbracht hat. Aber deine Anmerkung zu diesem Thema war ja ironischer Natur.
Wie auch immer.
Willkommen im Forum
Gruss Lorenzy
Zunächst, möchte ich mich als Neuling in diesem interessanten Forum vorstellen und allen Hallo sagen!
Eine Frage, die mich seit Kurzem beschäftigt ist, warum aufeinandergeschossene Teilchen (in Teilchenbeschleunigern beispielsweise) miteinander "reagieren". Unter reagieren meine ich natürlich nicht im chemischen Sinne, sondern dahingehend, dass sie bspw. in andere Teilchen zerfallen.
Sicherlich ist die Geschwindigkeit und die Masse (bpsw. eines auf hohe Geschwindigkeit gebrachten Protons) gleich Energie (E = m*v*v/2), aber wie kann man sich das vorstellen, "was interagiert" da miteinander aufgrund der Geschwindigkeiten von Teilchen (Quantenteilchen) miteinander, so dass sich etwas umwandelt.
Hm... hoffe, es ist keine zu blöde Frage....
Viele Grüße
Slash /
Die Wechselwirkungen, an denen die jeweiligen Teilchen teilnehmen, sind entscheidend. Teilchen, die z.B. elektromagnetisch wechselwirken (alle elektrisch geladenen Teilchen), reagieren, indem sie virtuelle Photonen austauschen. Und sie reagieren auch schon bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten miteinander. Bei niedrigen Energien handelt es sich aber i.d.R. um elastische Streuprozesse: die Teilchen tauschen Energie und Impuls miteinander aus und verändern sich ansonsten nicht.
Geht man nun zu höheren Energien über (d.h. höhere Kollisionsgeschwindigkeiten), so beobachtet man auch inelastische Streuung, bei der z.B. neue - evtl. sehr schwere und kurzlebige - Teilchen erzeugt werden. Dabei definiert immer die Wechselwirkung, was erzeugt werden kann - bei der elm. WW immer nur geladene Teilchen. Die kinetischen Energien der eingeschossenen Teilchen können dabei in die Ruhemasse der erzeugten schweren Teilchen umgewandelt werden (E = mc^2). Deshalb beobachtet man gewisse Energieschwellen, ab deren Überschreitung bestimmte "Endprodukte" erst auftreten können. Das ist der Grund, warum hochenergetische Collider so begehrt sind. Will man ein hypothetische, sehr schweres Teilchen direkt nachweisen, so führt kein Weg daran vorbei, die Ruhemasse dieses Teilchens in Form von kinetischen Energien der eingeschossenen Teilchen aufzubringen (wegen Energieerhaltung !).
Uli
wenn zwei Gewehrkugeln aufeinandertreffen zerplatzen diese in sehr heiße Einzelteile. So darfst Du Dir das bei Teilchenbeschleunigern nicht vorstellen.
Wir haben dort die Energie E1 = m1 * c² vom 1....
Wieso darf er sich das nicht vorstellen?
Wir haben dort, wer sind wir, was haben wir dort.
Energie!
Naja, dann bitte erklär ihm was Energie ist, wo sie in den besagten Teilchen steckt.
Kurt
Wieso darf er sich das nicht vorstellen?
Das darf man sich schon so vorstellen; aber es ist halt falsch.
Oder hast du schon einmal erlebt, dass beim Zerplatzen eines Erdnusskerns eine Melone entstand ?
Wir haben dort, wer sind wir, was haben wir dort.
Energie!
Naja, dann bitte erklär ihm was Energie ist, wo sie in den besagten Teilchen steckt.
Kurt
Energie ist seit Jahrhunderten in der Physik bekannt; man kommt nicht umhin, etwas darüber zu erfahren, sobald man ein Physikbuch aufschlägt - sie impliziert die Möglichkeit, Arbeit zu verrichten bzw. in andere Energieformen umgewandelt zu werden, z.B. in Ruhemasse wie hier.
Deine Art von Lernresistenz ist schon etwas "auffällig".
Uli
Kurt,
stell dir vielleicht mal sinnbildlich vor, du feuerst eine blaue Bohne ins Wasser ab. Beim Auftreffen entstehen doch Verwirbelungen. Analog dazu war dein Geschoss kein "Feststoff", sondern ein in den Quantenzahlen erhaltenes Energiebündel. Kannst es sicherlich "Verwirbelung" nennen, wenn fest im Kopf bleibt, was da auf welche Art verwirbelt: Es verhält sich nach aller Beobachtung so, als wäre es soloton. Details können derzeit nur als Quantenzahlen ausgedrückt werden.
Nun donnern 2 solche energiebegründeten Bündel gegeneinander. Sie folgen dem Paulischen Ausschlussprinzip und begrüßen einander daher mit Impulstausch.
Grundsätzlich können unsere 2 Protönchen einander gar nix tun. Die hochbeschleunigte Aneinanderkrachung ist, als würden 2 Schädel gegeneinander krachen = *wohl bekomm's*. Die Ladungsabstoßung will durchbrochen werden und steht nun für die neu entstehende Formation zur Verfügung.
Ergo, damit sie nicht einfach voneinander abprallen, damit die gegenseitige Ladungs-Abstoßung durchbrochen wird, werden keine Ari-Geschütze was ausrichten können. Der LHC ist für sowas gerade gut genug.
Was passiert nun, wenn die Abwehr durchbroche wird? 4 U- und 2-D-Quarks sehen sich miteinander konfrontiert. Ferner liegen 2 mal die inneren Bindungskräfte in Form der hart selbstwechselwirkenden Gluonen an. Dazu kommt dann noch die beidseitig eingebrachte e(kin), welche hier vollständig für die Auslauf-Situation zur Verfügung steht.
Gegeneinander sind die beiden Energiepakete nun zu v = 0 getauscht. In der Natur ist Ruhe allerdings nur relativ zueinander möglich. Farbladungen und Geschmäcker werden nun wohl dominieren. Was geht ab? EMI und Uli sind natürlich nicht konkret geworden. Die Situation wird ja gerade man erst erforscht.
Gruß Uranor
NachPS: sry Uli, ich war lang Hintergrund, hatte deinen Post nicht gesehen.
EMI ist kein Befehlsempfänger!
Merkt Dir das! Das ist ein Befehl von EMI!! WEGTRETEN!
Hallo liebe/r Emi
würdest du mir bitte erklären was Energie ist? Energie ist die fähigkeit eines Sytems Arbeit zu leisten... lass ich nicht gelten!!!
Grüße jonny
Pythagoras
31.07.08, 06:39
@slash
Die Frage, warum Teilchen beim Aufeinanderprallen andere Teilchen erzeugen,
spricht im wesentlichen die Quark-Theorie an. Du kannst im Internet viele
Websites zu den Stichworten "Quarks", "Gluonen", usw. aufrufen. (Wikipedia)
Nach dem Quarkmodell (von Gell-Mann) unterscheidet man insgesamt die Quarks, deren Vermittlerteilchen die Gluonen, die Leptonen (Elektron, Positron,
Neutrinos) und die Photonen und Gravitonen.
Es gibt Teilchen, die 3 Quarks einschliessen, und welche mit 2 Quarks.
Einen solchen Einschluss nennt man Confinement.
Das Zusammenspiel von Quarks und deren Gluonen ist ausserordentlich kompliziert und noch immer weitgehend ungeklärt. Man nennt diese Theorie die
Quantenchromodynamik (QCD), sie beschreibt die Starken Wechselwirkungen.
Die meisten "normalen" Teilchen werden durch die Schwachen Wechselwirkungen erzeugt, diese müssen ebenfalls aus Quarks bestehen.
Elektronen und alle anderen leichten Teilchen bestehen nicht aus Quarks,
müssten aber einen Bezug zu den Quarks haben. So kann sich zB. ein Quark
umwandeln und unter anderem ein Elektron erzeugen.
Im allgemeinen ist es so, daß zwei normale Teilchen nicht nur eine einzige
mögliche Kaskade von neuen Teilchen erzeugen, sondern daß der Erzeugungsmodus hauptsächlich von der Anregungsenergie des Aufeinanderprallens abhängt.
Essentiell in der QCD ist die Möglichkeit der "Verletzung" der grundlegenden
Symmetrieeigenschaften wie Ladung (C), Parität (P) und Zeit (T), was erst
die verschiedenen Zerfallskaskaden bei verschiedenen Anregungsenergien ermöglicht.
Soviel gehört zum Allgemeinwissen über Teilchenphysik.
Falls du die QCD genauer verstehen willst, musst du dich in allgemeinverständlichen Websites dazu informieren.
Im Forum könnten dir @Uli und @rene bei näheren Fragen Auskunft geben.
Pyth.
Energie ist seit Jahrhunderten in der Physik bekannt;
Und! was ist sie?
man kommt nicht umhin, etwas darüber zu erfahren, sobald man ein Physikbuch aufschlägt - sie impliziert die Möglichkeit, Arbeit zu verrichten bzw. in andere Energieformen umgewandelt zu werden, z.B. in Ruhemasse wie hier.
Und wie geht diese Umwandlung, wer wandelt da wie um, was wird gewandelt?
Wer gibt die Umstände und Maschinen und Einrichtungen vor die für die Umwandlung notwendig seind?
Deine Art von Lernresistenz ist schon etwas "auffällig".
Lerne mir halt was Energie ist.
Was ist Energie?
sie impliziert die Möglichkeit
Ja im Gedanken.
Der Begriff Energie ist bestens geeignet um sich vorzustellen wies denn sein könnte,
um Berechnen zu können, um Bücher zu füllen.
Es ist und bleibt ein Hilfsbegriff, die Ursachen für die damit beschriebenen Vorgänge sind anderer Art.
Kurt
Pythagoras
31.07.08, 09:05
@Kurt
Was ist "Physik" ? Wovon handelt sie und welcher Natur ist ihr Inhalt ?
Wie kann man überhaupt etwas und dessen Sein bestimmen ?
Und was heisst auch "bestimmen" ?
Und wie ist all das durch dieses Bestimmen wiederum Nicht-Bestimmte
geartet ?
Gruss, Pyth.
Hallo!
Also erstmal vielen Dank für die Antworten. Das hat schon ein wenig weitergebracht. Mir ist schon bewusst, dass sie Sache sehr kompliziert ist und vor allem sicherlich auch mathematisch richtige / mehr als Klimmzüge erfordert.
Was ich (für mich) mitgenommen habe ist (danke nochmals):
- Pauli / Ausschließungsprinzip
- virtuelle Teilchen
- Wechselwirkungs(arten) - klar man muss unterschieden
- (kinetische) Energie
Kann man es sich so vorstellen (bitte gerne korrigieren):
Aufgrund der kinetischen Energie der Teilchen, kommen die "Reaktionspartner" "nahe genug aneinander heran", was bei niedrigen Energien sonst so nicht stattfinden würde, d.h. bis zu dem Punkt hin, wo Quarks / Gluonen mitander wechselwirken, etc.
Die kinetische Energie hat also die "Aufgabe", die Teilchen "nahe aneinander zu bringen" (bzw. die virutellen Teilchen).
Dann noch eine Frage: Die Tatsache, dass sich Teilchen aus anderen Teilchen bilden können spricht doch so richtig für so etwas wie die Stringtheorie (ohne auf die Details eingehen zu wollen), wo Teilchen so etwas wie "Moden" eines anderen "Etwas" (Vakuum) sind.
Hm.... je länger ich drüber nachdenke, glaube ich es bleibt einem nichts anderes übrig, als das alles mathematisch zu sehen bzw. "halt" mit Formeln zu beschreiben und es sich nicht vorzustellen zu versuchen...
Hallo!
Also erstmal vielen Dank für die Antworten. Das hat schon ein wenig weitergebracht. Mir ist schon bewusst, dass sie Sache sehr kompliziert ist und vor allem sicherlich auch mathematisch richtige / mehr als Klimmzüge erfordert.
Was ich (für mich) mitgenommen habe ist (danke nochmals):
- Pauli / Ausschließungsprinzip
- virtuelle Teilchen
- Wechselwirkungs(arten) - klar man muss unterschieden
- (kinetische) Energie
Kann man es sich so vorstellen (bitte gerne korrigieren):
Aufgrund der kinetischen Energie der Teilchen, kommen die "Reaktionspartner" "nahe genug aneinander heran", was bei niedrigen Energien sonst so nicht stattfinden würde, d.h. bis zu dem Punkt hin, wo Quarks / Gluonen mitander wechselwirken, etc.
Die kinetische Energie hat also die "Aufgabe", die Teilchen "nahe aneinander zu bringen" (bzw. die virutellen Teilchen).
Dann noch eine Frage: Die Tatsache, dass sich Teilchen aus anderen Teilchen bilden können spricht doch so richtig für so etwas wie die Stringtheorie (ohne auf die Details eingehen zu wollen), wo Teilchen so etwas wie "Moden" eines anderen "Etwas" (Vakuum) sind.
Hm.... je länger ich drüber nachdenke, glaube ich es bleibt einem nichts anderes übrig, als das alles mathematisch zu sehen bzw. "halt" mit Formeln zu beschreiben und es sich nicht vorzustellen zu versuchen...
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Wie "genau" müssen die Teilchen sich eigentlich treffen? Hm... bzw. die "Wolke" der das Teilchen umgebenden virtuellen Teilchen?
Definition (für diesen Beitrag): Größe eines Teilchens := 90% Aufenthaltswahrscheinlichkeit (Anmerkung: Falls so eine Definition überhaupt zulässig / sinnvoll ist)
Werden die Elektronen (oder Protonen) eigentlich wg. der Heisenbergschen Unschärferelation kleiner (da ja die Geschwindigkeit / Impuls ziemlich bekannt sind) (Anm.: Größe gemäß obiger Definition) ?
Ich finde es ohnehin "erstaunlich", dass so ein Photon bspw. auch ein Elektron eines Atoms anregen kann (in einen höheren Energiezustand versetzen kann) - "verpassen" die sich nicht (in der Regel) ? - oder ist bspw. das Photon so "groß" dass es das Elektron "spürt" und dann "entscheidet" es sich, "ja, ich will nun mit diesem Photon als Ganzes (ist ja ein Quant und kann nicht geteilt werden) reagieren und einen höheres Energieniveau einnehmen"...
"Schnappen" sich Teilchen die Wahrscheinlichkeitswellenzüge (bestimmt ein falscher Ausdruck) von anderen, vorbeiflitzenden Teilchen?
Pythagoras
31.07.08, 10:38
@slash
>>>Wie "genau" müssen die Teilchen sich eigentlich treffen? Hm... bzw. die "Wolke" der das Teilchen umgebenden virtuellen Teilchen?<<<<<
<<<<<
Egal wie ungenau oder genau sie sich treffen, sie treffen sich auf jeden Fall
mit einer bestimmten Impulsenergie. Sie ist das eigentliche Maß für einen "Treffer". Es handelt sich nicht um Makroobjekte, deren Koordinaten
exakt geometrisch bestimmbar sind, sondern um Quanten.
Wenn 2 Protonen mit je 1 GeV gegeneinander geschossen werden, so hat es
beim Treffer günstigstenfalls 2 GeV. Sollte es einen "Reaktionskanal" geben,
der bei 2 GeV etwas neues erzeugt, dann passiert das hier.
Fliegen sie leicht aneinander vorbei, sodaß der Treffer 1,7 GeV ergibt-
- wenn es bei 1,7 eine Reaktionsmöglichkeit gibt, dann wird sie eben einsetzen
Sie haben sich dann eben (relativ ungenau) mit 1,7 GeV getroffen.(Das aber sicher !)
>>>>Ich finde es ohnehin "erstaunlich", dass so ein Photon bspw. auch ein Elektron eines Atoms anregen kann (in einen höheren Energiezustand versetzen kann) - "verpassen" die sich nicht (in der Regel) ? <<<<<
<<<<<
Bedenke, beim Atom ist das äusserste Hüllenelektron um das Ganze Atom herum "verschmiert", also nicht punktförmig sondern bereits ziemlich voluminal.
Ist das Elektron frei (also ziemlich punktförmig), so ist die Wahrscheinlichkeit
von (demselben) Photon getroffen zu werden schon erheblich geringer.
>>><oder ist bspw. das Photon so "groß" dass es das Elektron "spürt" und dann "entscheidet" es sich, "ja, ich will nun mit diesem Photon als Ganzes (ist ja ein Quant und kann nicht geteilt werden) reagieren und einen höheres Energieniveau einnehmen"...<<<<<<
<<<<<<<
Vielleicht.
Doch zu deiner Information: ein Photon kann schon geteilt werden, zB indem
es einen optischen Filter passiert.
Die Energie eines violetten Photons kann danach in Form von zB. 2 grünen Photonen erscheinen. Umgekehrt lassen sich mehrere Photonen gewiss zu einem einzigen resultierenden Photon zusammenfügen. Mit Elektronen kann man das nicht machen, da sie dem Pauliprinzip unterstehen. Sie können nicht an einem Ort gemeinsam sein.
Pyth.
Jau Slash,
Kinetik stellt konzentrierte Impulsenergie dar. Sie ist als Result-Energie nicht polar, lässt keinerlei polares Verhalten erkennen. Sie ist vektorbasiert und wird in der ART für den Makro als Masse-äquavilente Beharrung beschrieben.
Ist der Impuls p hoch genug, kann er über die polarladungs-basierte gegenseitige Teilchen-Abstoßung dominieren. Knochenlogisch betrachtet entsteht aus 2 stabilen Teilchen + e(kin) oder halt aus Teilchen + p ausgedrückt vielleicht ursprünglich quasi ein nichtstabiles Teilchen. Die Folge wird jedenfalls nach Zeitnutzung erfolgen.
Jau, die Stringtheorien gründen auf der QT, versuchen, jenseits der Planckskala zumindest überprüfbare Vorhersagen zu finden. Der Prozess ist im Gange, viele sagen, die Übung sei gescheitert.
Vom Wesen her fasse z.B. ich das so auf, dass alles auf virtuellem Potential, auf dem Quantenvakuum (QV) basiert. Immer wieder behaupten Zeitgenossen, genaueres darüber zu wissen, als uns von Gödel im Unvollständigkeitssatz *zugestanden* ;) wurde. Sie sind keine Magier, also ist es nur wertfreie Wichtigtuerei. Wir wissen um erkannte Eigenschaften, um die geforderte und bestätigte Beobachtung, dass basierend auf der Unbestimmtheit des QV ab Überschreiten des Wirkungsquantums h unweigerlich physikalisch nachweisbares konkretisiert.
Jau, an der Stelle wieder meine Frage: Wie wird das aus dem Vakuum geborgte gem. der Blanko-Aussage zurückgezahlt? Nach dem Borgungs-Vorgang wird es doch als vollwertiges Teilchpaar erkannt.
Ich vermeine, hier einen causal irreversiblen Vorgang zu erkennen. Aus Paarvernichtung resultieren ja wieder komplexere Paare. Wie ich das System bis hin zur Großkosmologie bisher postulativ verstanden zu haben meine, scheinen die Beobachtungen sehr nahe zu legen, dass eine Rückzahlungpflicht offenbar gar nicht zu bestehen scheint. Alles scheint ohne magische Hilfsannahmen zu passen, wird bei Auswertung der Beobachtungen genau so gefordert werden müssen.
Gut. Also bei den beiden Teilchen in Aktion resultiert kein Vakuum, sondern die Physikalische Situation formatiert sich neu. Man nimmt das als gegeben hin. Dahinter gibt sich allerdings eine Eigenschaft es Vakuums zu erkennen. Vielleicht sind mehrere Eigenschaften kombiniert.
Hm.... je länger ich drüber nachdenke, glaube ich es bleibt einem nichts anderes übrig, als das alles mathematisch zu sehen bzw. "halt" mit Formeln zu beschreiben und es sich nicht vorzustellen zu versuchen...
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Leider, ich denke, die Annahme basiert auf grundsätzlichem Error. Bringe ich 2 + 2 zusammen, kann ich nur 4 verstehen. Das bleibt rein mathematisch. Verstehe ich aber, dass ich 2 Sack Hühnerkacke und 2 Sack Zucker zusammengeschüttet habe, sagt mir die Forderung aus meinem Rühren-Verständnis, dass ich Bestandteile einer Rezeptur zu Keksteig aufgeschüttet habe.
Das maximale Verständnis sollte also bei Mathe + Sachkunde gelingen können. Es macht Sinn, sowohl Formal-Algor als auch Sprachalgor zu üben. Physiker verstehen, was sie tun, können es aber nicht unbedingt für uns verständlich vermitteln. Man denkt bei genügend Übung formal und weiß abstrahiert, was es bewirkt.
Gruß Uranor
Vielen Dank für die Antwort!
Was mir gerade noch als Frage (wegen des Eierkuchens / Zubereitung) bleibt ist:
Ist es so, dass bei hohen Energien die kinetische Energie die "Reaktionspartner" (Fermionen)
a) "nur" nahe genug zueinander bringt oder
b) aufgrund der kinetischen Energie baut sich so etwas wie ein (Higgs)- Feld beim Stoß (also der Verzögerung / Beschleunigung) der Teilchen auf bzw. gibt es ein "Impuls bzw. Massefeld"), welches dann wiederum dafür verantwortlich ist, dass es zu Umwandlungsprozessen kommt bzw. ist das das das unipolare Feld der konzentrierten Impulsenergie, welches sich auch "manifestiert" und wechselwirkt und ggf. sogar mit der starken WW , der schwachen , der EM und ohne mit der Graviation (???)
oder
c) ist ein schnelles (gerne "relativ" schnelles) Teilchen mit Ruhemasse "einfach nur anders" als ein langsames (?) (Hat es eine andere Materiewelle-Frequenz? Eine andere "amplitude" (vermutlich nicht ... :-( )
PS: Ich hab noch mehr Fragen, die ich aber nicht stellen kann, weil ich sie nicht weiss ... :confused:
PS: Vielen Dank für die Antwort, ich bin schon ein bisschen weiter (vielleicht auch nicht ;) und bilde es mir nur ein ;-) )
Hallo,
vielen Dank für die Antwort!
Hm... ich glaube, da versagt meine Anschauung. (beim Protonenstoßbeispiel) Mit den Photonen und der Elektronenhülle kann ich es mir schon besser vorstellen...
Es ist aber sicherlich so, dass _viele_ Protonen (10 hoch xx) abgeschossen werden und nur ein paar richtig aufeinander treffen ?
Sind dann schnelle Elektronen kleiner als langsame, weil ja die Geschwindigkeit bestimmer ist?
Viele Grüße
Slash
Doch zu deiner Information: ein Photon kann schon geteilt werden, zB indem
es einen optischen Filter passiert.
Die Energie eines violetten Photons kann danach in Form von zB. 2 grünen Photonen erscheinen. Umgekehrt lassen sich mehrere Photonen gewiss zu einem einzigen resultierenden Photon zusammenfügen. Mit Elektronen kann man das nicht machen, da sie dem Pauliprinzip unterstehen. Sie können nicht an einem Ort gemeinsam sein.
moin Pythagoras,
du sprichst hier hochinteressantes gelassen aus.
Die Aufteilungssituation hat doch sicher rein gar nix mit Interferenz beim Doppelspaltversuch zu tun? Wäre das eine erkannte Teilung, gäbe es die rankende Mystik nicht. Manchmal vermeine ich, die Situation zumindest abstrakt verstanden zu haben, dann aber auch wirder gar nicht. Es bleibt schwierig.
Mir ist allerdings nicht bekannt, dass Photonen regelrecht geteilt werden können. Nach einer WW haben wir ein angeregtes Orbital-Elektron. Zur Teilung sollte es die Energie dann in 2 Orbitalsprüngen abgeben. Wird das so beobachtet? Wäre stark, wenn du da noch mal näher drauf eingehen magst. - Laborpraxis find ich ohnehin total interessant.
Gruß Uranor
Hallo!
Also nochmals danke für die Antworten. So ganz verstanden habe ich viel nicht.
Wenn ich prinzipiell einen Denkfehler mache, bitte sagen.
Prinzipiell ist Energieerhaltung / Impulserhaltung, etc. schon alles klar...
Meine letzte Frage ist, ist es nun so, dass die kinetische Energie deshalb "frei" wird und zur Bildung (neuer) Teilchen führt, weil das Paulische Ausschließungsprinzip bei Fermion "dagegen" wirkt (gegen die Fortsetzung der gleichförmigen Bewegung), oder ist es ein anderer Effekt (bspw. dass es so etwas wie ein Impulsdichtfeld gibt)?
Nur kurz ganz klar: Wenn zwei Gewehrkugeln aufeindertreffen kann aufgrund der elektromagn. Kraft zw. den Atomen / Molekülen die Bewegung nicht fortgesetzt werden, die kin. Energie wird im Prinzip auch wieder in kinet. Energie der Atom / Molekülbewegung bzw. Deformationsenergie umgewandelt - was aber passiert beim Zusammenstoß schneller Teilchen?
VG
Slash
Hallo!
...
Meine letzte Frage ist, ist es nun so, dass die kinetische Energie deshalb "frei" wird und zur Bildung (neuer) Teilchen führt, weil das Paulische Ausschließungsprinzip bei Fermion "dagegen" wirkt
Nein. Wenn du genügend schnelle Bosonen aufeinander schiesst, dann kommt es ebenfalls zu Wechselwirkungen mit Bildung neuer Teilchen etc.. Die Wechselwirkung ist entscheidend, und nicht der Spin.
Wahrscheinlichkeiten spielen eine große Rolle: wenn die Bewegungsenergien der Teilchen sehr groß sind, dann sind eine größere Zahl von Endzuständen erzeugbar. Das macht solche Prozesse wahrscheinlicher. Ebenso steigt die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung, wenn sich die Teilchen nahe kommen.
Gruß,
Uli
Man kann keine Bosonen aufeinander schiessen!
In den Teilchenbeschleunigern kann man nur el.geladene (langlebige) Teilchen beschleunigen!
EMI
Hier ging es doch ums Prinzip und es ist nicht so, dass das Pauli-Prinzip eine bedeutende Rolle für die Collider spielt.
In Speicherringen schafft man es übrigens auch schon, mit instabilen Teilchen - z.B. Myonen - zu arbeiten. Alles nur eine Frage der Technik und nicht des Prinzips.
hmm ja, moin,
mit dem Photonen aufeinander schießen hab ich mir auch so meine *seltsamen* Gedanken gemacht.
2 γ-Quantinnen unterhalten sich:
Zuli: "Ist langweilig hier. Wollen wir was unternehmen?"
Ruli: "Au ja!"
Zuli: "Was sollen wir tun?"
Ruli: "Lass uns Elektronin und Positronin spielen!"
Zuli: "Lass uns lieber erst Colliderinnen spielen!"
Ruli: "Wieso denn das?"
Zuli: "Wir sind noch zu mager!"
Jo. Und der Collider bringt sie dann auf höhere Energie und synchronisiert sie? Nö oder? Ist sicher komplexer.
Ist nicht komplexer. Photonen lassen sich nicht "dick" machen und sie lassen sich auch nicht aufeinander schießen. Photonen sind el.Neutral.
Merksatz: Es lassen sich NUR elektrisch geladene Teilchen speichern, beschleunigen und aufeinander schiessen!
Diese sollten auch noch langlebig sein(das sie nicht während des Experimentes wegsterben/zerfallen).
Deshalb sind nur stabile el.geladene Teilchen: Elektron, Positron, Protron, Antiprotron und das Alphateilchen (Protron mit Anhänger dem Neutron) für Beschleuniger-Experimente brauchbar.
moin EMI,
wenn Laien sprechen, bleiben immer Experten-Rätsel zurück. 2 γ-Quanten können einander treffen? Sie können 1 Leptonenpaar erzeugen? Das ist doch der Punkt, über den ich knobeln muss. Wie vereinigen sich die beiden Energiepakete statt zu überlagern? Kann die Natur Leptonenpaare erzeugen, oder kann sie nicht?
2 γ-Quant im LHC = :p
Aber deine Antwort hat mich drauf gebracht, dass Collider doch für den Job geeignet sind. ;) Je nach aufeinanderprallenden Teilchenenergien werden auslaufende γ-Quant unterschiedlich energiereich sein.
...Im Endeffekt wird die mögliche Kosmen-Entstehung nach und nach indirekt über die Quantenwelt erschlossen = hoch spannend.
Gruß Uranor
sie kann Leptonenpaare erzeugen die Natur mittels Photonen, mittels eines Photon!
Wenn ein Photon mit ausreichender Energie (mindestensts 2 mal Elektron) nah genug an einem Atomkern vorbeifliegt erscheint plötzlich das Leptonenpaar.
1. Photonen scheinen sich nicht spontan in Leptonen- oder Hadronenpaare umzuwandeln, egal wie groß ihre Energie ist.
2. Was der "Auslöser" der Umwandlung in der Nähe (wie nah???) eines Atomkerns ist, das ist UNGEKLÄRT.
moin,
also nur ab Paarerzeugung möglich. Hmm. Ein Photon kann nicht gebremst werden. Es wird detektiert oder... sicher doch bei Nichttreffer... dem Impuls(?) des Oblektes ausgesetzt. Statt detektiert zu werden, paarbildet es nun. Ich "sehe" Feld, Photon prallt auf, simpel gesagt Verwirbelung, Leptonen-Konkretisierung. Zumindest funktional klingt das logisch. Eine Erklärung ist das natürlich noch lange nicht. Meiner Vorstellung genügt es halt momentan.
...Also ich blick nicht, wie Photonen mit dem Collider behandelt werden sollen...
Gruß Uranor
Pythagoras
06.08.08, 10:15
Habt ihr bedacht, daß ein Photon durch Vakuumpolarisierung virtuelle Elektron/
/Positron-Paare erzeugt ? Dafür braucht es nicht nahe an einem Atomkern vorbeifliegen. Wenn letzteres geschieht, werden aber wahrscheinlich reele
Paare erzeugt.
Übrigens gibt es seit Jahrzehnten genug Literatur zu y-y-Interactions.
Interaktion von Photonen: zur Auswahl stehen Vergrösserung der gemeinsamen Amplitude (Überlagerung,Durchdringung) und Kollision (delbrück-
-Streuung, virtuelle Elektr.Positr.- Ausbeute, vermutliche sehr leichte Kopplung mit dem Pauli-Prinzip---> letzteres ist meine persönliche Meinung.)
Pyth.
Habt ihr bedacht, daß ein Photon durch Vakuumpolarisierung virtuelle Elektron/
/Positron-Paare erzeugt ? Dafür braucht es nicht nahe an einem Atomkern vorbeifliegen. Wenn letzteres geschieht, werden aber wahrscheinlich reele
Paare erzeugt.
Die Vakuumpolarisation ist doch unscharfe Virtualität? Der getauschte Impuls reicht nicht für eine hinreichende Distanz der erzeugten Partner, sie annihilieren noch innerhalb der Planckzeit. 1990 gelang hier die kaum messbare Bestätigung von Heisenberg.
Inzwischen gelang es ja, den Effekt messend mitzuverfolgen, also die Superpositionen des Photons zu erkennen. Mit der Methode wurde auch am Doppelspalt untersucht. Den Link zu einem Artikel, der nur auf einen Weg untersucht hatte, habe ich nicht aufgehoben. Mich würde die indirekte Beobachtung beider Wege interessieren. Vielleicht hatte man Anns, man würde Kopenhagen trotz Kopenhagen entdecken? :p
Gruß Uranor
Pythagoras
06.08.08, 11:23
Frage: Neutronenspin wurde durch Stern-Gerlach-Versuch nachgewiesen.
Gibt es für Photonenspin einen gleichen Nachweis ?
Zum Doppelspalt bei interferierenden Photonen:
Wenn du sie als interferiernd determinierst, wirst du in 50 von 100 Durchgängen eine "oben UND unten gleichzeitige" Messung bekommen.
(2 verschiedene Photonen gehen durch, eines oben eines unten)
Wenn du sie als einzelnes Photon hast, bekommst du nur eine Messung (Oben ODER unten).
(2 verschiedene Photonen gehen durch, eines oben eines unten)
Wenn du sie als einzelnes Photon hast, bekommst du nur eine Messung (Oben ODER unten).
Demnach kann gar nicht nachgewiesen werden, dass ein einzelnes selbstinterferierendes Photon alle Wege kennt? Auch bei Selbstinterferenz wird konkret 1 Weg gezeigt? Interessante, schwere Kost. Ist das überhaupt verstehbar?
Pythagoras
06.08.08, 12:53
@Uranor
>>>>>>Demnach kann gar nicht nachgewiesen werden, dass ein einzelnes selbstinterferierendes Photon alle Wege kennt? Auch bei Selbstinterferenz wird konkret 1 Weg gezeigt? Interessante, schwere Kost. Ist das überhaupt verstehbar?<<<<<<<
<<<<<<
Nicht verstehbar, aber durch die entsprechende Algebra wird alles machbar.
In der gesamten QM ist wahrhaft nur die Kopenh.Interpretation relevant.
Zusätzlich die Viele-Welten-Theorie.
Alles andere ist ein theoretisches Konstrukt als Reaktion auf unverstandene
"Eigenpsychologie". (Selbstintrospektives Mißverständnis oder "Schwindelgefühl"). Dieses ist nicht beleidigend gemeint sondern eine
Beobachtung, die j e d e r an sich feststellen kann, wenn er sich mit
QM, Wellenmechanik / Kausalität, usw befasst.
(Wer Quantenmechanik betreibt, muss auch Psychologie betreiben.)
Was bedeutet "alle Wege" ? Man müsste eine einfache Doppelspaltvorrichtung
aufzeichnen (bestehend aus punktuellen Pixeln) und jetzt konkret "alle Wege"
nummerieren. Nur darf es keine Punktmechanik sein, sondern jedem einzelnen Segment ist eine Wellenfunktion zuzuordnen.
Sind "alle Wege" nicht auch nur "ein Weg" ?
In einem Schreibforum lässt sich so etwas leider nicht restlos ausdiskutieren.
Wenn das Photon am Schirm aufgetroffen ist, lässt sich im Nachhinein ein Weg zuordnen. Aber was heisst wiederum "im Nachhinein" ?
In der Quantenwelt gibt es keine Kausalität, ähnlich wie in der Mathematik.
Es sind dort alle Ereignissmöglichkeiten gleichermaßen präsent. Welche tatsächlich erscheint, ist Zufall. Und der zufällig eingetretene Fall bestimmt jetzt die Faktizität. (Wir bestimmen den Weg unter der Voraussetzung, daß wir wissen, was ein Weg ist.)
Die Natur ist doch grosszügig; Sie stellt aufgrund der Wellenmechanik (Schrödinger) technische Möglichkeiten zur Verfügung (Quantenverschlüsselung, Supramagnetismus), um den geringen Preis,
daß man akkzeptieren muss, daß dahinter überhaupt nichts steht. (Keine Instanz usw.)
Ich habe damit keine Probleme, ich suche nicht nach Gründen des Zufalls.
Mich interessieren WW und Felder, nicht Bewegungen.
Pyth.
Pythagoras
06.08.08, 12:53
@Uranor
>>>>>>Demnach kann gar nicht nachgewiesen werden, dass ein einzelnes selbstinterferierendes Photon alle Wege kennt? Auch bei Selbstinterferenz wird konkret 1 Weg gezeigt? Interessante, schwere Kost. Ist das überhaupt verstehbar?<<<<<<<
<<<<<<
Nicht verstehbar, aber durch die entsprechende Algebra wird alles machbar.
In der gesamten QM ist wahrhaft nur die Kopenh.Interpretation relevant.
Zusätzlich die Viele-Welten-Theorie.
Alles andere ist ein theoretisches Konstrukt als Reaktion auf unverstandene
"Eigenpsychologie". (Selbstintrospektives Mißverständnis oder "Schwindelgefühl"). Dieses ist nicht beleidigend gemeint sondern eine
Beobachtung, die j e d e r an sich feststellen kann, wenn er sich mit
QM, Wellenmechanik / Kausalität, usw befasst.
(Wer Quantenmechanik betreibt, muss auch Psychologie betreiben.)
Was bedeutet "alle Wege" ? Man müsste eine einfache Doppelspaltvorrichtung
aufzeichnen (bestehend aus punktuellen Pixeln) und jetzt konkret "alle Wege"
nummerieren. Nur darf es keine Punktmechanik sein, sondern jedem einzelnen Segment ist eine Wellenfunktion zuzuordnen.
Sind "alle Wege" nicht auch nur "ein Weg" ?
In einem Schreibforum lässt sich so etwas leider nicht restlos ausdiskutieren.
Wenn das Photon am Schirm aufgetroffen ist, lässt sich im Nachhinein ein Weg zuordnen. Aber was heisst wiederum "im Nachhinein" ?
In der Quantenwelt gibt es keine Kausalität, ähnlich wie in der Mathematik.
Es sind dort alle Ereignissmöglichkeiten gleichermaßen präsent. Welche tatsächlich erscheint, ist Zufall. Und der zufällig eingetretene Fall bestimmt jetzt die Faktizität. (Wir bestimmen den Weg unter der Voraussetzung, daß wir wissen, was ein Weg ist.)
Die Natur ist doch grosszügig; Sie stellt aufgrund der Wellenmechanik (Schrödinger) technische Möglichkeiten zur Verfügung (Quantenverschlüsselung, Supramagnetismus), um den geringen Preis,
daß man akkzeptieren muss, daß dahinter überhaupt nichts steht. (Keine Instanz usw.)
Ich habe damit keine Probleme, ich suche nicht nach Gründen des Zufalls.
Mich interessieren WW und Felder, nicht Bewegungen.
Pyth.
In der gesamten QM ist wahrhaft nur die Kopenh.Interpretation relevant.
Zusätzlich die Viele-Welten-Theorie.
Alles andere ist ein theoretisches Konstrukt als Reaktion auf unverstandene
"Eigenpsychologie". (Selbstintrospektives Mißverständnis oder "Schwindelgefühl"). Dieses ist nicht beleidigend gemeint sondern eine
Beobachtung, die j e d e r an sich feststellen kann, wenn er sich mit
QM, Wellenmechanik / Kausalität, usw befasst.
(Wer Quantenmechanik betreibt, muss auch Psychologie betreiben.)
mahlzeit Pythagoras,
Mit purem Kopenhagen komme ich offenbar am präzisesten: nur dort, wo gemesen wird, zeigt sich ein Ergebnis. Nun, eine Messung der Interferenz-Situation gelingt nicht. Ergo kann kein Egebnis bekannt sein. Alles weitere ist Spekulation, die Suche nach Arbeitshypothesen. Püschelogie? Wird nicht benötigt - außer natürlich als Motor für Neugier, Ungeduld, weitere Perspektiven. Das hat imo nix mit der Sache selbst zu tun. Die kennen wir ja nicht.
Was bedeutet "alle Wege" ? Man müsste eine einfache Doppelspaltvorrichtung
aufzeichnen (bestehend aus punktuellen Pixeln) und jetzt konkret "alle Wege"
nummerieren. Nur darf es keine Punktmechanik sein, sondern jedem einzelnen Segment ist eine Wellenfunktion zuzuordnen.
Sind "alle Wege" nicht auch nur "ein Weg" ?
*stimmung* Der superpositionierte Weg schließt alle Wegmöglichkeiten ein.
Bei einer Detektierung werden alle nicht erfolgten Dipolsituationen ausgeschlossen. Und hier wäre ich bereits beim Interpretieren, müste dazu meine Püschelogie :p verjubeln. Also funktioniert keine Spekulation.
Wenn das Photon am Schirm aufgetroffen ist, lässt sich im Nachhinein ein Weg zuordnen. Aber was heisst wiederum "im Nachhinein" ?
In der Quantenwelt gibt es keine Kausalität, ähnlich wie in der Mathematik.
Es sind dort alle Ereignissmöglichkeiten gleichermaßen präsent. Welche tatsächlich erscheint, ist Zufall. Und der zufällig eingetretene Fall bestimmt jetzt die Faktizität. (Wir bestimmen den Weg unter der Voraussetzung, daß wir wissen, was ein Weg ist.)
So bleibt das wieder auf der logischen Linie. Nur wissen wir aus dem Superpositionsprinzip, dass die Detektierung niemals vor der Erzeugung stattfinden kann. Zumindest für mich bedeutet genau das Kausalität. Wäre genau jene gebrochen, sollte alles magisch sein. - Kann was dran sein?
Ich habe damit keine Probleme, ich suche nicht nach Gründen des Zufalls.
Ich denke, der einzige Grund ist allgemein anerkannt: Die Unschärferelation.
Mich interessieren WW und Felder, nicht Bewegungen.
Jau. Die Quantisierung ist das besondere. Zustandswechsel, Zustand... Wieso du die Kausalität als nicht realisiert erkenst, vermag ich nicht nachzuvollziehen. Besteht jemals ein Zustand, bevor auf ihn gewechselt wurde? Ein Ergebnis, dem die Messung noch folgen wird?
Gruß Uranor
Gar nicht. sie lassen sich nicht behandeln die Photonen.
Eben. Ich hab keinen Anhaltspunkt, was Uli gemeint haben könnte. Er geht nicht mehr drauf ein, auch ole.
Ihr scheint von sehr verschiedenen Perspektiven zu agieren. Unser einer meiner wird da eher gar nix verstehen können, was mal so locker gesagt worden ist...
Gruß Uranor
Hallo!
Also wiederum vielen Dank für die Antworten.
Die größere Zahl der möglichen Endzustände war etwas, das mir weitergeholfen hat.
Mir ist bei den Antworten auch nun nochmal bewusst geworden, dass wir natürlich über Quantenteilchen reden und deshalb ggf. jede Vorstellung versagt (meine derzeit auf jeden Fall).
Bei Photonen "kann" ich mir es ein Wenig vorstellen: Es bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit und je höher die Frequenz, desto höher die Energie.
Das Problem, das ich habe ist, "was macht die Geschwindigkeit mit einem massebehafteten Teilchen"? Wie gibt sie ihm die Energie?
Bzw. anders gestellt:
Was ist der Unterschied, wenn sich zwei schnelle (Fermionen) begegnen zwischen dem Fall, wenn sich zwei langsame (Fermionen) begegnen?
Kommen sich die schnellen einfach "näher"?
Oder gibt es so etwas wie eine Impulsenergiedichte (hat mir niemand in der Schule beigebracht - ggf. lernt man diesen Begriff erst später)? Wenn ja, was ist "Impuls" heruntergebrochen auf Quantenteilchenebene?
? :confused:
Viele Grüße
/Slash"
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