Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Hi,
bin neu hier und wollte mal eine Hypothese von euch überprüfen lassen.

Hypothese:

EM-Strahlung kann von einer Welle in eine Kugelform mit entsprechender Kreisfrequenz übergehen.
Masse entsteht infolge eines Bahndrehimpulses (Masse ist rotierende EM-Strahlung).
Dabei ist der Radius des Teilchens bei konstanter Geschwindigkeit antiproportional zu Frequenz und Masse.


Beispiele:
1. Doppelspalt
Wenn Photonen gemessen werden verlieren sie ihren Wellencharakter, weil die gerichtete Bewegung in eine Kreisbahn übergeht und somit zum Teilchen wird (in diesem Moment kommt es zum Kollaps der Welle). Wenn das Photon durch den Detektor durch ist, nimmt es wieder Wellencharakter an, aber erst nach dem Spalt und somit keine Interferenz. Die Impulsübertragung erfolgt also als Teilchen (rotierender Energie) und das eigentliche Photon (als Welle) wird gar nicht gemessen. Bei Verschränkung würde das Photon in diese rotierende Form übergehen und die Energie in zwei gleich großen identischen Paketen abgeben.

2.
Annahme: Die Frequenz von Strahlung ist direkt proportional zur Kreisfrequenz im emittierenden Teilchen.

Heißt wenn Licht absorbiert wird, geht die Energie in eine Kreisbahn (vereinfacht, wahrscheinlich auch in andere Orbitale) um den Kern, bei der gilt das die Kreisfrequenz bei Lichtgeschwindigkeit proportional ist zur Frequenz des absorbierten Photons. Das in der entsprechenden Umlaufbahn befindliche Elektron wird dabei verdrängt. Das würde einen Zusammenhang zwischen Masse und Energie erzeugen und erklären warum zum Beispiel Kernenergie hochfrequentere Strahlung emittiert.

Bitte schreibt mir bitte was ihr davon haltet. Bin kein Physiker (deshalb Entschuldigung wenn ich mich unpräzise ausdrücke), aber würde mich über Input freuen.
Post geändert um ihn besser verständlich zu machen.

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Du deutest Masse also als Welle? Falls ja, wäre es naheliegend die deBroglie-Gleichung zu verwenden.

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BTW, das ist umgekehrt: w=2PI*f
also
E=hf=h*w/(2PI)

"Rotierende Energie" klingt nicht sehr professionell; die Physiker sagen "Rotationsenergie".


Es ist die Frage, was das alles bedeuten soll. Die Aufgabe der Physik ist es ja, qualitativ und quantitativ, die Resultate von Beobachtungen (Messungen) zu erklären. Mit Hilfe wecher Messungen lassen sich denn deine Hypothesen überprüfen?


Wir haben ja nun seit einem Jahrhundert die Quantenmechanik mit Schrödingergeichung etc., welche die Beobachtungen aus dem Bereich Atomphysik ausgezeichnet erklären kann. Ich sehe nicht, dass deine, m.E. diffusen Erklärungsversuche die Quantenmechanik ersetzen könnte!?

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Hi,
der Fehler mit mit 2 Pi ist klar. Danke
Das ich kein Physiker bin hab ich ja bereits gesagt, deshalb sorry wenn Sachen schwammig formuliert sind.
Es geht mir um die Idee das System anders zu verstehen. Sicher sind die bisherigen Beschreibungen des Systems richtig, aber auch klar ist doch, dass es ein menschliches Konstrukt ist das immer komplizierter wird. Meine Überlegung ist, dass unsere Vorstellung von Masse die falsche ist. Warum nehmen wir Masse als etwas gegebenes an während wir gleichzeitig annehmen, dass diese erzeugt und vernichtet werden kann? Rotierende Energie sag ich deshalb, weil ich mir vorstelle das Energie mit dem nten Radius von der Plancklänge um einen Punkt rotiert und nicht um seine eigene Achse.
Wie könnte man das ganze nachweisen? Dafür waren meine zwei Beispiele gedacht (natürlich aus Laiensicht). Nimmt man beim Doppelspalt nicht an, dass im Moment der Messung die Information verloren geht und das Beugungsmuster zusammenbricht? Würde das nicht bedeuten, dass ein Doppelspalt hinter einer Messung (Also im doppelten Doppelspalt/in Reihe) keine Welle erzeugen dürfte? Zweites Beispiel war der Zusammenhang zwischen Frequenz von Strahlung und der Kreisfrequenz am Entstehungsort. Nimmt die Energie nicht in Richtung des Zentrum eines Atoms zu? Entsprechend hf~hw/2Pi

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Die Geschichte der Physik des 20ten Jahrhunderts hat immer wieder gezeigt, dass anschauliche Vorstellungen unzureichend sind. Man hat deshalb mathematische Modelle entwickelt. Diese machen Vorhersagen, welche sich dann mit Experimenten vergleichen lassen.

Außerdem werden anstelle von schwammigen Formulierungen präzise definierte Begriffe verwendet, die von den Experimentalphysikern dann in hochpräzisen Experimenten ausgetestet werden können.

In der Physik gibt es dafür den Begriff Spin.

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Gut jetzt nimmt man ja bei den Elementarteilchen auch eine Masse an, während ich annehme, dass die Masse eine Eigenschaft ist die erst durch den "Spin"/die Kreisfrequenz der Energie entsteht. Im Gegensatz dazu haben Photonen eben keine Masse, da die Energie sich nicht in einer Kreisbahn bewegt (Hypothese).

Ich glaube ja, dass die Berechnungen passen, nur das sie auch auf falschen Annahmen beruhen und dadurch komplizierter werden als sie seien müssten. Ich will also nicht ersetzen, sondern eine Größe (die Masse) aus dem System nehmen.

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Dass Masse erzeugt und vernichtet werden kann, das ist keine Annahme, sondern eine Beobachtung, z.B. in den Beschleuniger-Experimenten.


Ich verstehe das nicht. Nehmen wir mal die Bewegungseenergie eines spin-losen gleichförmig bewegten Massenpunktes E = (1/2)*m*v^2
Ich sehe da keine Rotation; wie willst du diese Bewegungsenergie (oder die Masse der Punktmasse) mittels Rotation erklären?


Das Beugungsmuster bricht zusammen, wenn du mittels einer Messung an den Spalten versuchst, festzustellen, welchen Weg das Photon genommen hat. Das ist der sog. Kollaps der Wellenfunktion.


Es ist richtig, dass die Ionisierungsenergie für ein Elektron mit einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit nahe dem Atomkern (z.B. Grundzustand) höher ist als die eines Elektrons in einem höher liegenden, äußeren Orbital. Die Lösungen der Schrödingergleichung erlauben die Berechnung dieser Energien, und wenn du diese durch h dividierst, dann erhältst du die Frequenz des einlaufenden Photons, die zur Ionisation benötigt wird.

Aber wo siehst du hier eine Kreisbewegung ("rotierende Energie")?
Welche Masse soll hier durch Rotation erklärt werden?

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Danke schon mal fürs antworten

Ich gehe von Masse nicht als eigenständiger Größe aus. Sondern als Nebeneffekt von Energie die mit einem gewissen Radius um einen Mittelpunkt rotiert. Was man als Masse wahrnimmt ist lediglich eine daraus resultierende Kraft.


Indem man sagt, dass sich rotierende Energie makroskopisch eben wie das verhält was man zur Zeit als Masse beschreibt.


Genau, und für den Fall nehme ich an, dass die Energie welche zuvor als Welle sich im Raum ausgebreitet hat am Messpunkt in einen Kreis übergeht und dadurch Teilcheneigenschaften annimmt. Nach dieser Messung löst sich der Kreis wieder auf und geht in meiner Theorie wieder in eine Welle über. Müsste also in einem zweiten in Reihe geschalteten Doppelspalt wieder gebrochen werden können und dahinter ein Beugungsmuster erzeugen. So hätte man einen Kausalzusammenhang zwischen Masse und Energie. Einen Kreis kann man sich ja grob wie eine nach 1Pi umgeklappte Welle vorstellen.


Stell dir vor das nicht nur das Elektron selber um den Kern rotiert, sondern im Elektron selber Energie um einen Mittelpunkt rotiert. Das Gleiche für alle Elementarteilchen.

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Du meinst also, die Bindungsenergie des Elektrons im Atom stammt aus der Rotation des Elektrons um seinen "Mittelpunkt"???
Das hieße dann, die Elektronen in einem äußeren Orbital rotieren langsamer um ihren Mittelpunkt, denn ihre Bindungsenergie ist ja kleiner.
Es wird aber beobachtet, dass Elektronen nur genau 2 Spin-Zustände haben ("spin up" und "spin down"), d.h. die äußeren Elektronen rotieren nicht weniger schnell um ihren Mittelpunkt.
Das ist abwegig, denn die Bindungsenergie ergibt sich in 1. Linie aus dem Coulomb-Potential des Kerns, und nicht aus den intrinsischen Eigenschaften des Elektrons.

Davon abgesehen, ist dieses Bild der um ihren Mittelpunkt rotierenden Elektronen nicht korrekt. Elektronen haben nach Stand der Dinge gar keine Ausdehnung und quantenmechanischer Spin ist nicht Rotation eines Körpers um seinen Mittelpunkt sondern schlicht ein zusätzlicher rein quantenmechanischer Freiheitsgrad, der kein makroskopisches Analogon hat.

Was ist mit spinlosen Teilchen wie z.B. das Higgs-Boson, das also gar nicht "rotiert", aber dennoch sehr massiv ist ... viel massiver als ein rotierendes Elektron?

Ich denke, du bist mit deinen Annahmen gehörig auf dem Holzweg. :)

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Nein, ich streite nicht die Wechselwirkungen ab die wir beobachten. Ich will auch nicht auf die Bindungsenergie hinaus. Einzig die Masse als Ruheenergie (um einen Mittelpunkt rotierende Energie) interessiert mich. Die ist für jedes Elektron gleich.

Die Masse eines Systems nimmt ja durch zugeführte Energie zu.
Nehmen wir an die Energie eines Photons geht in ein Orbital, also auf eine Kreisbahn (vereinfacht). Dann würde aus wellenartiger Energie=>um einen Mittelpunkt rotierende Energie. Diese gemessene Masse wäre sehr gering (Radius antiproportional zu Energie und Masse). Nehmen wir aber ein Elektron als Beispiel und gehen davon aus, dass sich IN DIESEM Energie im Kreis bewegt, so wäre dessen "Ruheenergie" deutlich größer. Entsprechend ist der Radius von Quarks noch kleiner und somit deren Energie noch größer. Und das folgt daraus, dass bei konstanter Geschwindigkeit die Kreisfrequenz zunimmt. Je höher die Kreisfrequenz, desto größer die Masse.
Hoffe ich konnte rüberbringen was ich meine. Stell dir Kreise (Atome) vor in denen sich kleinere Kreise (Elementarteilchen) drehen und je größer die Kreisfrequenz desto größer die Masse. Bedenke, dass sich diese rotierenden kleinen Kreise als ganzes (nach heutiger Sicht Masse) nach nicht mehr mit c im Raum bewegen und deshalb die Kreisbewegung des ganzen Elektrons um den Atomkern keinen Einfluss auf die Masse hat.

Auf das Higgs-Teilchen weiß ich bis jetzt keine Antwort. Soweit ich weiß wurde dieses aber ja nur deshalb eingebracht, weil man sich sonst für das ganze System die Masse nicht erklären konnte. Und korrigiert mich bitte, aber wurde nicht auch dieses lediglich als Energie nachgewiesen?

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Kannst du uns erläutern, weshalb die Masse eines Körpers zunimmt, wenn man ihn erwärmt?

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Kann ich nicht. Ich kann nur vermuten, dass die Kreisbahnen schwingen. Die Vorstellung von Kreisbahnen ist ja an sich auch schon deutlich vereinfacht, sollte also sehr komplex sein. Wie erklärt denn das Standardmodell Massezunahme durch Temperatur?

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Wie erklärst du dann, dass masselose Photonen einen Spin aufweisen?

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Eine Idee wäre im Netz zu recherchieren, statt zu vermuten. Dann würdest du mit wenig Aufwand feststellen, daß Wärmezufuhr die innere Energie und damit die Masse eines Körpers erhöht. Grund sind nicht Kreisbahnen wie auch immer, sondern Zunahme der kinetischen Energie der Partikel sowie die Anregung von Schwingungs- und Rotationsfreiheitsgraden.

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@BananAnanas: ganz allgemein ist das, was du hier versuchst, die Konstruktion eines mathematischen Modells zur Erklärung beobachtbarer Phänomene.

Dein Modell muss

1. präzise und messbare Vorhersagen machen
2. alle bekannten und experimentell bestätigten Vorhersagen enthalten

Andernfalls ist es wertlos.

Außerdem sollte dein Modell

1. entweder mehr oder präzisere Vorhersagen machen als die etablierte Physik
2. oder zumindest die selben Vorhersagen machen, jedoch einfacher sein als die etablierte Physik

Andernfalls ist es überflüssig.

Wo stehst du bezüglich (1) und (2)? Wo bzgl. (A) und (B)?

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Hi,
(1) da ich selber nichts errechnet habe, sondern lediglich Zusammenhänge in Annahmen zusammen verknüpft habe, kann ich dir nicht sagen wie präzise das ganze ist.
(2) Ziel ist es Masse durch ein mathematisches Modell zu ersetzen. Das würde ja bedeuten, dass der Effekt der selbe ist.

(a) warum dann das Ganze? Zunächst einmal wäre es enorm wichtig fürs Verständnis, wenn man wüsste das Masse als Nebeneffekt von Energie auftritt. Daraus würden sich evtl. neue Erkenntnisse zu den Zusammenhängen der Grundkräfte ergeben.
(b) Zum zweiten würde es das System ja soweit simplifizieren, dass man Masse aus den Gleichungen nehmen und als Vektoren nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten ausdrücken könnte. Ich denke das man ähnlich auch elektrische Größen wie Ladung und Stromstärke dann anders auslegen könnte, sodass am Ende nur noch Vektoren, Wellen usw. in Raum und Zeit über bleiben.

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Zunächst einmal habe ich doch gesagt das es vermutlich um Schwingungen geht. Der Effekt von Temperatur auf die Masse ist minimal, deshalb lass uns doch nicht am Anfang meiner Theorie an sowas aufhalten. Du redest von kinetischer Energie eines Partikels. Nehmen wir mal an, dass das Partikel mit Masse in einer Kreisbahn beschleunigt wird, also dessen Kreisfrequenz zunimmt. Nach meiner Definition würde das doch den Effekt von Masse erzeugen. Aber nochmal, das Modell ist viel zu komplex. Bitte lass uns nur über Ruheenergie und Masse diskutieren.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Wurde der Spin eines Photons schon einmal direkt gemessen, oder ist er Teil des mathematischen Modells? Ist Spin gleich zu setzen mit Eigendrehimpuls? Rotiert bei einem Photon dann auch die Welle?

Ich würde annehmen, dass der Spin eine Rotation um einen anderen Freiheitsgrad wäre in meinem Modell.

Gegenfrage: Wie erklärst du, dass Photonen Masse erzeugen können wenn sie absorbiert werden?

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Wie stellst du dir das vor?

In der Physik haben wir gewisse Anforderungen an ein Modell und an wissenschaftliche Hypothese. Siehe oben:

Was ich hier von dir lese ist eine freie Assoziation von Begriffen, ohne dass du deren Bedeutung und deren Zusammenhänge verstanden zu haben scheinst. Und dann sollen wir uns überlegen, welchen Sinn das ergeben sollte?

Du scheinst auf der Suche nach einem besseren Verständnis zu sein. Dazu solltest du versuchen, die etablierten Theorien zu verstehen. Fragen stellen ist dazu hilfreich, nicht jedoch Begriffe in irgendeinen vermuteten Zusammenhang zu bringen. Warum stellst du uns nicht deine Verständnisfragen?

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Ja ich hab hier eine Theorie aufgestellt und habe wild mit Formeln umhergeworfen. Mein Fehler.

Also hier meine Fragen:

Wie hängen Masse und Energie zusammen?
Wie erklärt man, dass ein energiereicheres System eine höhere Masse hat?
Warum ist es so abwegig die Kreisfrequenz mit Energie und Masse zu verknüpfen, wenn die Frequenz mit genau diesen verknüpft ist?
Wurde schon einmal getestet ob es nach einem Doppelspalt in Reihe zu Interferenz kommt wenn am ersten Doppelspalt eine Messung stattfindet?

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Die per Wechselwirkung mit dem Higgsfeld resultierende Masse elementarer Fermionen lassen wir mal weg. Der Higgsmechanismus ersetzt Masse durch eine spezielle Wechselwirkung; das löst diverse theoretische Probleme erklärt, aber nicht wirklich etwas.


Betrachten wir eine innen verspiegelte Kiste aus masselosem Material. In der Kiste befinden sich Photonen mit Ruhemasse Null.

Von innen betrachtet ist die ansonsten masselose Kiste mit einer Suppe von Photonen mit Energiedichte ρ gefüllt. Jedes Photon der Frequenz f bzw. Impuls p trägt dabei die Energie e(f) = hf. Die Gesamtenergie der Kiste mit Volumen V entspricht der Summe der kinetischen Energien der einzelnen Photonen. Diese beträgt E = Vρ.

Von außen betrachtet hat die Kiste gemäß E = mc² eine Ruhemasse m = E / c² = Vρ / c². Demzufolge hat die Kiste eine von Null verschiedene Masse, die ausschließlich aus der kinetischen Energie der Photonen stammt.

Auf ähnliche wenn auch wesentlich kompliziertere Weise entstehen die Massen von Protonen sowie Neutronen und damit der Großteil der Masse der Teilchen, aus denen wir bestehen. Diese Massen kann man heute recht präzise berechnen.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Würde bedeuten, dass Masse relativ ist, oder?
Wie aber erklärt man dann, dass Photonen Teilchen mit Masse erzeugen können?

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Wie meinst du das?

Die Masse der Kiste ist keineswegs im Einsteinschen Sinne relativ; evtl. meinst du etwas anderes.

Im Rahmen der Quantenfeldtheorie.

Das obige Beispiel erklärt das noch gar nicht, aber mit irgendetwas einfachen muss man ja mal anfangen.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Wodurch wird denn die kinetische Energie zur Masse? Mit dem Relativen hatte ich jetzt gedacht weil das System innen gemessen keine Masse hätte, sondern nur von außen betrachtet. Vielleicht stell ich mir das aber auch falsch vor.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Es wird evtl. einfacher, wenn du nicht zwei verschiedenen Begriffen zwei verschiedene fundamentale Bedeutungen zuordnest.

Ohne jetzt auf die ART eingehen zu wollen ist Masse ein Maß für die Trägheit eines Körpers oder eines Systems, wenn es beschleunigt wird. Im vorliegenden Fall müsstest du, um die Kiste zu beschleunigen, den Photonen im Mittel Energie zuführen. Durch die Bewegung bzw. Beschleunigung der Kiste würdest du über den Spiegel Energie auf die Photonen übertragen, was zu einer Frequenzverschiebung und damit im Mittel zu einer Energiezunahme führen würde. Man kann noch andere Beispiele anbringen, z.B. Gewicht.

Das System mit Photonen, eingesperrt in diese Kiste, verhält sich so, wie wenn es eine Masse hätte. Wenn es sich aber in allen Eigenschaften so verhält, dann kommt ihm diese Eigenschaft Masse zu, dann hat es Masse.

Das ist so wie ein Mensch, der viel Geld hat, sich viel leistet und dabei in Summe keine Schulden macht, viel Steuern zahlt, viel Zinsen einnimmt, ... reich ist. Es gibt keine Definition von reich, die etwas anderes besagt als das Vorliegen dieser Eigenschaften.

Genauso entspricht die Eigenschaft Masse dem Vorliegen bestimmter Eigenschaften. Das Beispiel des Photonengases in der Kiste zeigt, dass diese Eigenschaften aus dem mikroskopischen Bild des Photonengases ableitbar sind. Ähnlich - wenn auch komplizierter - funktioniert die Erklärung der Massen von Hadronen wie Protonen, Neutronen, Pionen u.v.a.m. Damit ist der Physiker erst mal zufrieden.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Danke erst mal für die ausführliche Erklärung.

Nimm es mir nicht übel, aber wenn ich das jetzt wieder auf meine Ausgangshypothese anwenden würde, sehe ich diese nicht widerlegt.
Du sagst die Frequenz der Photonen ändert sich. Meine Idee war ja, dass sich Masse im Ruhezustand durch eine Kreisfrequenz (vereinfacht) definiert.
Photonen könnten in der Hypothese zwischen den beiden Zuständen wechseln. Für die Massenträgheit könnte man sich die Masse (den Kreis) bei Beschleunigung wie ein Gummi vorstellen.

Beste Grüße und schon mal frohe Weihnachten

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Eine "neuere", viel zitierte Arbeit zu diesem Thema ist: S. Dürr et al.: Ab Initio Determination of Light Hadron Masses. Science 322, 1224 (2008); arXiv:0906.3599
Dort werden unter Einsatz von 4 Parametern die Massen von 9 Teilchen berechnet, auf ~1% genau. Das ist mmn ein wenig aussagekräftiger Fit, um es mal freundlich auszudrücken.
Gibt es etwas neueres / besseres / präziseres ?

grüße
kwrk

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

https://arxiv.org/abs/0906.3599
Ab-initio Determination of Light Hadron Masses
S.Durr, Z. Fodor, J. Frison, C. Hoelbling, R. Hoffmann, S.D. Katz, S. Krieg, T. Kurth, L. Lellouch, T. Lippert, K.K. Szabo, G. Vulvert
(Submitted on 19 Jun 2009)
More than 99% of the mass of the visible universe is made up of protons and neutrons. Both particles are much heavier than their quark and gluon constituents, and the Standard Model of particle physics should explain this difference. We present a full ab-initio calculation of the masses of protons, neutrons and other light hadrons, using lattice quantum chromodynamics. Pion masses down to 190 mega electronvolts are used to extrapolate to the physical point with lattice sizes of approximately four times the inverse pion mass. Three lattice spacings are used for a continuum extrapolation. Our results completely agree with experimental observations and represent a quantitative confirmation of this aspect of the Standard Model with fully controlled uncertainties.

Was stört dich daran?

Wir können gerne nach neueren Arbeiten suchen.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Was genau ist deine Ausgangshypothese? Also was ist das Minimum mathematischer Annahmen zur Berechnung? und was sind lediglich Erklärungen bzw. Interpretationen?

Für die deBroglie-Wellenlänge λ, die du z.B. aus dem photoelektrischen Effekt oder durch Experimente von Thomson an Elektronen kennst, gilt der Zusammenhang

λ = h/p

Speziell für Licht gilt

λν = c
E = pc

und damit

E = pc = hc / λ = hc / (c/ν) = hν

Dabei tritt, insbs. bei Photonen, keine Ruhemasse auf.

Das Auftreten der Kreisfrequenz ω = 2π·ν hat übrigens keine besondere Bedeutung sondern ist lediglich Konvention und spart Schreibarbeit für diverse Faktoren 2π oder 1/2π.

Insbs. rotiert da nichts!

Zwischen welchen Zuständen?

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

@TomS
Ich suche durchaus + finde nichts. Vermutlich als Arbeitsgebiet nicht sexy genug. Vergleicht man mit älteren Arbeiten, z.B. "Gasiorowicz, S. Rosner, J.L, Am.J.Phys. 49 Nr.10 954, 1981" gibt es dort mit völlig anderem Konzept + Parametern (Konstituentenquarks) ebenfalls mit 4 Parametern für 9 Teilchen ca 1% Genauigkeit. Das entspricht meinen diesbezüglichen Erfahrungen: ~ 10 Teilchenmassen mit > 2 Parametern zu beschreiben ist sinnlos, jedes halbwegs vernünftige Modell liefert Ergebnisse dieser GO. Im SM sind 4 Parameter durch die Quarkstruktur vorgegeben (3x Quark + Kopplung). Solange man diese nicht unabhängig von Masseberechnungen bestimmen kann, kann man sich entsprechende Rechnungen eigentlich sparen.
Du selbst hast die Problematik mit Higgs angesprochen. Fazit für mich: das SM hat keine überzeugenden Berechnungsmethoden für Teilchenmassen, was die Suche nach Alternativen absolut legitimiert.

@BananAnanas: dein Ansatz ist recht allgemein. Vielleicht solltest du auch daran denken, dass es bereits zahlreiche Alternativansätze unterschiedlichster Qualität zum SM gibt, nicht wenige beinhalten Konzepte mit Rotation, Kreisbewegung. Ein Klassiker ist z.B. Kaluza-Klein.

Frohe Weihnachten,
kwrk

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Aber sicher sexy genug - https://arxiv.org/archive/hep-lat

Man kann für viele weitere Hadronen diverse weitere Eigenschaften neben der Masse berechnen.

Man kann das doch überhaupt nicht vergleichen. Lattice QCD ist eine numerische Methode für gebundene QCD-Zustände. Dabei tritt zunächst nur ein Parameter auf, nämlich die Kopplungskonstante. Die Current Quark Masses sind zwar weitere freie Parameter, wobei die Hadronmassen im einigen 100 bis über 1000 MeV-Bereich nur gering von den leichten Quarkmassen im MeV-Bereich abhängen. Dabei kann man die Modelle auf Basis von Constituent Quarks absolut nicht mit Current Quarks vergleichen. Insgs. sind die Methoden der Lattice QCD inzwischen sehr weit fortgeschritten, s.u.

Kaum vorstellbar - Berechnung von Massen, Kopplungs- bzw. Zerfallskontanten, Formfaktoren, ... Confinement, Phasenübergänge, ... Bindungsenergien, ...

https://arxiv.org/pdf/1605.08103.pdf
https://arxiv.org/pdf/1511.09179.pdf
https://arxiv.org/pdf/1203.1204.pdf
http://th-www.if.uj.edu.pl/school/2015/talks/thomas.pdf

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Recherchedefizite meinerseits. Danke für die Links. Ich habe bis jetzt nur kurz überflogen, angagebene Genauigkeit 3,5% und 10% d.h. auf den ersten Blick eher schlechter als Dürr et.al.
Das ist genau mein Punkt: Man bekommt mit einer völlig anderen Methode vergleichbare Resultate. Das ist ein klares Indiz für zu viele freie Parameter, d.h. keine Aussagekraft des Ergebnisses.
Maßgeblich ist die Summe der verwendeten Parameter. Dürr et al. :"three input parameters are required: the light and strange quark masses and the coupling g". D.h. u + d Quark mit gleichem Wert, habe ich als 4. Parameter auch nicht mitgezählt, wäre sonst noch schlechter. Der 4. ist ein Referenzwert um von relativen auf absolute Massen zu kommen.
Schon klar. Dafür braucht man dann noch mehr Parameter, ist ja auch ein klassischer Kritikpunkt am SM. Ich habe nicht den Überblick um das SM als ganzes beurteilen zu können. Betrachtet man isoliert nur die quantitativen Ergebnisse zur Masse, leisten diese mmn keinen Beitrag zur Signifikanz des SM.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Hast du dich mal mit nicht-perturbativen Methoden und insbs. der Lattice QCD befasst, um das beurteilen zu können? Das ist letztlich ausschließlich der begrenzten Rechenkapazität geschuldet.

Lattice QCD ist eine prinzipiell exakte Abbildung der QCD auf ein Gitter. Constituent Quark Modelle sind dagegen phänomenologische Modelle, d.h. insbs. bzgl. ihrer Parameter (Anzahl, welche) frei sind. Das Problem liegt bei letzteren, nicht bei den Gitterberechnungen.

Das ist zu einfach gedacht.

In der QM sind die Massen des Elektrons und der Atomkerne freie Parameter. Daraus folgt dann aber das vollständige Spektrum aller Atome, Bindungszustände wie Moleküle, Kristalle, ... Phononen, elektromagnetische Eigenschaften von Leitern und Halbleitern, thermodynamische Eigenschaften, ... da würdest du auch nicht die QM kritisieren.

In der Lattice QCD geht es um „QCD only“, d.h. die Quarkmassen als freie Parameter sind ein Kritikpunkt am „Rest des Standardmodells“, jedoch nicht an der Lattice QCD.

Nein.

Im Rahmen der starken Wechselwirkung und der Lattice QCD benötigt man keine weiteren freien Parameter zur Berechnung der Hadroneigenschaften bzgl. der starken Wechselwirkung.

Ja, aber nicht an der QCD.

Doch, tun sie schon.

Die hadronischen Eigenschaften wie Massen, Formfaktoren, Zerfalls- und Kopplungskonstanten spielen in etwa die selbe Rolle wie die elektromagnetischen Eigenschaften der Atome und Moleküle im Rahmen der Quantenmechanik. Mittels einer einzigen definierenden Gleichung, die nicht mal eine halbe Zeile lang ist, einer numerischen Lösungsmethode sowie einer Handvoll freier Parameter lässt sich prinzipiell die gesamte Niederenergiephysik im Hadronsektor mit zig experimentell überprüfbaren - und überprüften - Vorhersagen berechnen.

Das ist für sich betrachtet ein enormer Erfolg - und hat nichts damit zu tun, dass man viele weitere Parameter im elektro-schwachen Sektor benötigt, um völlig andere Berechnungen anzustellen. Die QCD ist für sich betrachtet eine vernünftige Theorie; die Probleme treten an anderer Stelle auf.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Nochmal zur Kernbotschaft:

• Die ca. 20 freien Parameter des Standardmodells inklusive der Yukawa-Kopplungen für die Fermion-Massen sind nicht verstanden, d.h. es ist keine tiefere Begründung für diese Parameter und ihre Werte bekannt.
• Diese Basis einmal vorausgesetzt ist jedoch die QCD inklusive der Hadroneigenschaften wie Massen, Kopplungs- bzw. Zerfallskontanten, elektromagnetische Formfaktoren, ... asymptotischer Freiheit, Confinement, Phasenübergängen, ... Bindungsenergien leichter Nuclei ... gut bis teilweise sehr gut verstanden und keineswegs rätselhaft.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Berechnung der Massen des Hadronen-Spektrum mit Hilfe der 3 Current-Quark-Massen als Input ist doch nun alles andere als ein Fit: es ist alles andere als sebstverständlich, dass man mit Hilfe dieser 3 Parameter das gesamte Spektrum an Hadronenmassen zufriedenstellend vorhersagen kann, und somit ist dieses Resultat ein starkes Indiz für die Korrektheit des Ansatzes.
Natürlich ist das keine Theory Of Everything, aber das schmälert den Erfolg dieser Rechnungen nicht.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Die Beurteilung der Arbeit durch kwrk läuft in's Leere, denn für nen echten Polynomfit hätten die Autoren wohl kaum Rechenzeit auf BlueGene bekommen :D . Die verlinkte Arbeit ist auch nur die "Spitze des Eisbergs". Man verliert sich schnell in den Referenzen und erkennt vor allem eines: Da waren echte Profis am Werk.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Da war auch nichts zu fitten: es ging ja nicht darum, die 3 Current-Quark-Massen "an-zu-fitten"; diese waren vorgegebener Input und nicht quantitativ zu bestimmende Parameter.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Keine der oben genannten Arbeiten deckt auch nur annährend das gesamte Spektrum der Hadronenmassen ab, von Polynomenfit ist auch nirgends die Rede.
Die Current-(+Constituent-) Quark-Massen kommen per se aus einem Fit, da es keine absolute Berechnungsmethode hierfür gibt und direkte Messergebnisse für Quarkmassen nicht existieren können. Ihre CODATA-Werte sind relativ unscharf und nicht jeder Autor hält sich an den vorgegebenen Wertebereich. Auch Dürr et al tun dies nicht, was man schon daran erkennt, dass sie "light quark masses" d.h. u und d gleichsetzen.
Ich werde über die 3 anderen Artikel von TomS nochmal brüten und versuchen, das im Quant statt Quark-Thread zusammenzufassen.
Wird ein paar Tage dauern.

Grüße
kwrk

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Hey Leute,
ich hab noch nen paar Verständnisfragen.
1) Bei der Compton-Wellenlänge wird doch angenommen, dass es zu einem elastischen Stoß kommt und das diese sich in der Größenordnung von dem reflektierenden Elementarteilchen befindet, oder?

Es findet also eine Impulsübertragung statt. Dafür müssen entweder beide Akteure als Welle oder als Teilchen vorliegen, oder? Wenn jetzt ein Photon auf ein Elektron trifft und sich beide als Teilchen treffen. Wie muss ich dann das verstehen:

Hat das Photon eine Masse die den Impuls überträgt, nur eben keine Ruhemasse? Aber was ist dann Ruhemasse? Die Masse wenn das Photon sich nicht bewegen würde (Ist doch an sich unmöglich, oder?)?




2) Wenn ich das richtig verstehe, folgt aus Spin 1 = Welle und aus Spin 1/2 keine Welle. Entsprechend Bosonen und Fermionen.
Abschnitt 4.7, S.81 https://books.google.de/books?id=Kmw...page&q&f=false
Jetzt nehmen wir für die Elementarteilchen mit Masse doch Kugelsymmetrie an, oder? Kann man dann nicht verknüpfen, dass Masse erst durch die Kugelsymmetrie entsteht?

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Noch ein guter Bspl., warum man "Ruhemasse" gar nicht erst in den Mund nehmen sollte. (Insbesondere wenn man weiß, dass es zumindest ein didaktischer Fehlgriff gewesen ist.) Es suggeriert eben, dass es mehrere Masse-Arten gebe, was nicht der Fall ist. Bei der Energie sind wir dagegen bereits bei "Newton" gewohnt, dass es unterschiedliche davon gibt.
Photon hat keine Masse, kann aber dennoch Impuls übertragen. Ein Impuls braucht keine Masse um zu existieren.

Das mit "Wellen" und "Teilchen" lass vorerst auch lieber bleiben.

"Die Physik der Raumzeit". Taylor, Weehler

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Dann hab ich morgen ja was zu tun :D, danke

Nachtrag: Gutes Buch, sehr anschaulich erklärt :)

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Von Constituent Quarks ist bei Lattice QCD normalerweise nicht die Rede, das sind völlig andere Modelle.

Für Current Quarks existieren durchaus Messungen, allerdings nicht im IR.

Nukleonmassen sind eher insensitiv für die Massen der Current Quarks; das erkennt man schon anhand der experimentellen und theoretischen Fehler; m_u = m_d ist da eine vernünftige Näherung.

Ich denke, du solltest dir mal die Methoden der Lattice QCD genauer anschauen, um diese besser zu verstehen.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Na klar, das hat aber nichts mit dieser Arbeit zu tun: hier sind sie Input.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Wofür steht denn hier "IR"?

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84...gie#Geschichte

E : Gesamtenergie
m : Masse , Ruhemasse
p : Impuls
c: Faktor

E² = m²c⁴ + p²c²

Relevant ist die Energie.

Dass man Trägheit und Gravitation mit dem Begriff 'Masse' verknüft hat rein historische Gründe und ist so schwer aus der Welt zu schaffen wie eine schlechte Angewohnheit oder ein Vorurteil.

Dass es Objekte mit Masse/Ruhemasse gibt ist ein interessantes Phänomen. Bei der Betrachtung physikalischer Vorgänge (wie z.B. einem Stossprozess) ist Masse aber nur deshalb relevant, weil Masse für einen Energieanteil steht.

https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerpunktsenergie




Gute Frage. Vielleicht ist Ruhemasse eine bestimmte Art kinetischer Energie, Bindungsenergie im Atomkern oder sowas, - ich habe keine Ahnung.

AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie
 

Wenn ich das richtig verstehe ist Energie über den Impuls definiert und Masse ist der Betrag aller Energien in einem System, oder? In einem Punkt, Kreis oder einer Kugel würde die Summe aller Impulsvektoren 0 ergeben, aber der Betrag hätte einen Wert. So verstehe ich Ruhemasse/energie.

Warum nimmt man bei der Paarbildung (z.B. Elektron-Positron) an, dass diese aus dem Nichts gerissen werden? Ist es nicht viel naheliegender zu sagen, dass die Energie die ins System gesteckt wurde diese selbst erzeugt (also Energie in Ruheenergie bzw. Masse überführt wird)?

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Nein, das kann man so nicht sagen. Es gibt die Energie-Impuls-Beziehung (die fett gedruckte Gleichung) und einen Energie-Impuls-Vektor. https://de.wikipedia.org/wiki/Vierer...mpuls-Relation

Lass den Massebegriff doch ganz weg (z.B. bei der Betrachtung von Photonen) oder ersetze ihn durch E₀ (bei der Betrachtung von Teilchen mit Masse, E₀ = m₀ c²). Es ist unerheblich aus welchen Energieformen sich die vorhandene Gesamtenergie zusammensetzt.

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wenn man nach m=1/c sqrt (E²/c²-p²) umstellt, zeigt sich doch, dass Masse sich aus den Beträgen von Impulsen und Energien ergibt

Halte ich für alles andere als unerheblich, wenn man verstehen will was Ruhemasse/-energie eigentlich ist.

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Das ist aber doch keine Definition, sondern eine Relation. Das Aufzeigen eines Zusammenhangs.


Anworten zu solchen 'was-etwas-eigentlich-ist-Fragen' gibt die Physik nicht direkt, sondern nur über die Summe vieler konkreter, korrekter Berechnungen und Vorhersagen, wie etwa zur Ablenkung eines Photonenstrahls an der Sonne.

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Genau, die Definition der Masse eines Körpers geht über seine Trägheit. Man lässt eine Kraft F angreifen und misst die Beschleunigung a. Daraus ergibt sich dann die träge Masse:

m = F / a

Eine andere Definition ist die der schweren Masse, die Kraft, die ein Körper auf die Waage ausübt.

Beobachtungen zeigen, die so definierte träge und schwere Masse ist immer gleich - eine Äquivalenz, die Einstein mit Hilfe der ART elegant und schlüssig erklären konnte.