Quanten.de Diskussionsforum

Quanten.de Diskussionsforum (http://www.quanten.de/forum/index.php5)
-   Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. (http://www.quanten.de/forum/forumdisplay.php5?f=3)
-   -   Negative Energie, was ist das? (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=3393)

Quantum Of Justice 07.08.18 08:55

Negative Energie, was ist das?
 
Hallo zusammen

Nein, ich meine nicht die esoterische, sondern die physikalische negative Energie (NE).

Bei der Hawking-Strahlung (HS), soll angeblich negative Energie ins Schwarze Loche fallen.

Ich nehme mal stark an der Begriff kommt daher das bei dem Hawking-Strahlungseffekt (HS) am Schwarzen Loch (SL) der Energieerhaltungssatz nicht verletzt wird.

Aber was ist genau die NE? Ist das nur was Theoretisches? Das man sagt dem SL muss Energie abgenommen werden, wenn es die HS gibt... ?
Ist das Strahlung mit NE, die da ins SL fällt? wenn ja, was kann ich mir darunter vorstellen? ist das ein anti-photon? d.h. wenn NE-Strahlung auf normale Strahlung triff cancel die sich aus?

TomS 07.08.18 11:14

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Fangen wir mal ganz einfach an: die Energie eines Teilchens der Masse m im Gravitationsfeld einer anderen Masse lautet

E = p²/2m - GmM/r

Wenn demnach ein Teilchen in Ruhe ist, also p = 0, dann gilt auch E < 0.


Aus dem Virialsatz folgt für ein -1/r Potential der Zusammenhang

T = - U/2 = - E < 0

zwischen mittlerer kinetischer Energie T sowie mittlerer potentieller Energie U. D.h. die Gesamtnergie E eines Teilchens auf einer gebundenen Bahn ist immer negativ.

Quantum Of Justice 07.08.18 15:26

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Zitat:

Zitat von TomS (Beitrag 88426)
Fangen wir mal ganz einfach an: die Energie eines Teilchens der Masse m im Gravitationsfeld einer anderen Masse lautet

E = p²/2m - GmM/r

Wenn demnach ein Teilchen in Ruhe ist, also p = 0, dann gilt auch E < 0.


Aus dem Virialsatz folgt für ein -1/r Potential der Zusammenhang

T = - U/2 = - E < 0

zwischen mittlerer kinetischer Energie T sowie mittlerer potentieller Energie U. D.h. die Gesamtnergie E eines Teilchens auf einer gebundenen Bahn ist immer negativ.

Ok.
Und wie erzeuge ich negative energie zb.?
Pos. En. Erhalte ich z.b. bei fusion

TomS 07.08.18 19:27

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Im Gravitationsfeld erhalten gebundene Körper sozusagen automatisch negative Energie.

Ich denke, du meinst aber eher Effekte der Quantenfeldtheorie oder gar exotische Energieformen wir die “Dunkle Energie” - richtig?

Quantum Of Justice 08.08.18 07:49

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Zitat:

Zitat von TomS (Beitrag 88439)
Im Gravitationsfeld erhalten gebundene Körper sozusagen automatisch negative Energie.

Ich denke, du meinst aber eher Effekte der Quantenfeldtheorie oder gar exotische Energieformen wir die “Dunkle Energie” - richtig?

Negative Energiedichte halt. Teilchenphysik eben. Die NE soll angeblich auch beim casimir effekt auftretten. Stimmt das ? Und auch bei destruktiver Inteferenz bei photonen experimenten sollen die photonen für eine kurze zeit NEdichte aufweisen...
Aber ist mir trotzdem nicht klar was man sich darunter vorstellen kann...
Dunkle energie ist ja wieder was ganz anderes......

TomS 08.08.18 09:12

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Zitat:

Zitat von Quantum Of Justice (Beitrag 88444)
Die NE soll angeblich auch beim casimir effekt auftretten. Stimmt das ?

Im Falle des Casimir-Effektes führt man eine Renormierung der - zunächst unendlichen - Energiedichte durch; dabei wird die Unendlichkeit konsistent subtrahiert. Als Ergebnis erhält man eine - im Vergleich zum normalen Vakuum außerhalb der Platten - negative Energiedichte

https://en.wikipedia.org/wiki/Zeta_f...regularization

Soweit ich das Standardmodell überblicke, ist die klassische Eneergiedichte immer positiv, negative Energiedichten können lediglich durch Effekte der Renormierung auftreten.

Zitat:

Zitat von Quantum Of Justice (Beitrag 88444)
Aber ist mir trotzdem nicht klar was man sich darunter vorstellen kann...
Dunkle energie ist ja wieder was ganz anderes......

Vorstellen?

Im Falle der DE sollte man diese zunächst klassisch als kosmologische Konstante interpretieren, d.h. ohne weitere Teilchen oder Felder. Dann hätte sie zunächst diesen festen Wert, ohne weitere Begründung. Renormierungseffekte im o.g. Sinne würden Korrekturen beitragen. Derartige Effekte könnten auch aus einer Theorie der Quantengravitation stammen; es gibt Resultate, die auf eine positive KK und damit die negative Energiedichte hinweisen, allerdings ist die Berechnung der Gesamt-Energiedichte als Summe dieser Beiträge noch eine der wesentlichen offenen Fragen der modernen Physik.

Darüberhinaus kann man für die DE exotische Felder mit bereits klassisch negativer Energiedichte annehmen; ich halte das für recht spekulativ.

Ich 08.08.18 11:58

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Zitat:

Zitat von TomS (Beitrag 88447)
Im Falle des Casimir-Effektes führt man eine Renormierung der - zunächst unendlichen - Energiedichte durch; dabei wird die Unendlichkeit konsistent subtrahiert. Als Ergebnis erhält man eine - im Vergleich zum normalen Vakuum außerhalb der Platten - negative Energiedichte

https://en.wikipedia.org/wiki/Zeta_f...regularization

Soweit ich das Standardmodell überblicke, ist die klassische Eneergiedichte immer positiv, negative Energiedichten können lediglich durch Effekte der Renormierung auftreten.

Ich möchte auf diese Diskussion verweisen. Ob hier eine negative Energiedichte vorliegt, hängt wohl vom verwendeten Modell ab.
Zitat:

Im Falle der DE sollte man diese zunächst klassisch als kosmologische Konstante interpretieren, d.h. ohne weitere Teilchen oder Felder. Dann hätte sie zunächst diesen festen Wert, ohne weitere Begründung. Renormierungseffekte im o.g. Sinne würden Korrekturen beitragen. Derartige Effekte könnten auch aus einer Theorie der Quantengravitation stammen; es gibt Resultate, die auf eine positive KK und damit die negative Energiedichte hinweisen, allerdings ist die Berechnung der Gesamt-Energiedichte als Summe dieser Beiträge noch eine der wesentlichen offenen Fragen der modernen Physik.

Darüberhinaus kann man für die DE exotische Felder mit bereits klassisch negativer Energiedichte annehmen; ich halte das für recht spekulativ.
Eine positive KK hat eine positive Energiedichte, dasselbe gilt für andere Energieformen, die noch im Rennen sind. Die Abstoßung kommt durch den negativen Druck zustande. Negative Energiedichte wäre durch die schwache Energiebedingung ausgeschlossen, und hier ist eben die Streitfrage, ob und inwiefern quantenmechanische Effekte diese verletzen.

TomS 08.08.18 15:08

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 88449)
Ich möchte auf diese Diskussion verweisen. Ob hier eine negative Energiedichte vorliegt, hängt wohl vom verwendeten Modell ab.

Muss ich mir nochmal anschauen. Jedenfalls zählen in der QFT immer nur Energiedifferenzen, von daher tritt negative Energiedichte dann auf, wenn man die Energiedichte des "normalen Vakuums" als Referenzzustand zu Null setzt.

Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 88449)
Eine positive KK hat eine positive Energiedichte, dasselbe gilt für andere Energieformen, die noch im Rennen sind. Die Abstoßung kommt durch den negativen Druck zustande. Negative Energiedichte wäre durch die schwache Energiebedingung ausgeschlossen, und hier ist eben die Streitfrage, ob und inwiefern quantenmechanische Effekte diese verletzen.

Da hast du recht; mein Fehler.

Timm 08.08.18 15:10

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 88449)
Ich möchte auf diese Diskussion verweisen. Ob hier eine negative Energiedichte vorliegt, hängt wohl vom verwendeten Modell ab.

Ich denke, das hängt von der Energiedichte außerhalb der Platten ab, relativ zu der die Energiedichte zwischen den Platten niedriger ist. Diese könnte dann positiv sein, wenn man z.B. von einer positiven Nullpunktsenergie ausgeht.

Quantum Of Justice 09.08.18 08:06

AW: Negative Energie, was ist das?
 
Wieso spricht man eigentlich von Energiedichte, und nicht von Energie?

Was bedeutet hier das Wort Dichte? Energie/Volumen??? Bzw. was ist die Einheit von Energiedichte?

Und was geht in ein Schwarzes Loch bei Hawking-Strahlung? Negative Energiedichte? :confused:


Alle Zeitangaben in WEZ +1. Es ist jetzt 07:34 Uhr.

Powered by vBulletin® Version 3.8.8 (Deutsch)
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.
ScienceUp - Dr. Günter Sturm