Unter Beschuss

[Marco Polo]

Zitat von TomS

Du hast wohl ein falsches Bild von "Quantenfluktuationen" oder "virtuellen Teilchen-Antiteilchen-Paaren"; es handelt sich um rein mathematische Objekte; je weniger du dir anschaulich darunter vorstellst, desto besser.

Au Backe. Schätze mal, dass Eyk als "Realist" mit dieser Denkweise nun garnicht klarkommt, denn messbare Größen, so wissen/denken wir, sind nicht unmittelbar Eigenschaften der Dinge "an sich", wenn man Max Born Glauben schenkt.

[Eyk van Bommel]

Zitat von Marco Polo

Au Backe. Schätze mal, dass Eyk als "Realist" mit dieser Denkweise nun garnicht klarkommt

Da hast du natürlich nicht ganz unrecht Marco. Es geht aber...

Ich ging davon aus, wenn die Hawking-Strahlung aus Vakuumfluktuation echte Teilchen macht, dann könnte es auch mit hochenergetischer Strahlung passieren. Aber auch die Hawking-Strahlung oder die firewall am SL ist spekulativ.

Ich bin aber "Realist" genug zu wissen, dass Toms einfach kein Spekulant ist (zumindest in der Wissenschaft) und damit erledigt ist.

Die Frage nach dem Ruhesystem des Schwerpunktes solcher „Teilchen-Antiteilchen-Paar“ ist für mich weiter (fast) unvorstellbar. Aber laut TomS soll ich es auch nicht.

Das „Photonen-Photonen-Problem“: Photon (Erde) – trifft auf Photon (Aliens) und es bildet sich daraus ein "Teilchen-Antiteilchen-Paar". Löst nach etwas Zeit bei mir auch (fast) kein paradoxes Bild mehr aus. Kann ich aber immer noch nicht lösen, da man ja v zur Berechnung nicht verwenden kann.

[TomS]

Zitat von Eyk van Bommel

Ich ging davon aus, wenn die Hawking-Strahlung aus Vakuumfluktuation echte Teilchen macht, dann könnte es auch mit hochenergetischer Strahlung passieren. Aber auch die Hawking-Strahlung oder die firewall am SL ist spekulativ.

Was Hawking in seiner Arbeit als "virtuelle Teilchen" bezeichnet, ist leider nicht das, was in der Quantenfeldtheorie darunter verstanden wird. Ich bewundere seine Rechungen und seine physikalische Intuition, aber sein in der Sache teilweise falsches populärwissenschaftliches Geschwätz sind lästig. Seit er das Phänomen mit einem falschen Begriff belegt hat, wird das leider immer wieder nachgeplappert - schau dir mal die Diskussion zur Hawkingstrahlung in der Wikipedia an: https://de.wikipedia.org/wiki/Diskus...king-Strahlung

Hawkingstrahlung ist m.E. nicht spekulativ, es handelt sich um eine präzise theoretische Vorhersage, für die der experimentelle Nachweis fehlt.

Hawkingstrahlung ist - den Nachweis vorausgesetzt - ein realer Effekt. Deswegen ist es jedoch nicht hilfreich, jedem mathematischen Objekt, das man zur Berechnung verwendet, ebenfalls dieselbe Realität zuzuschreiben.

Zitat von Eyk van Bommel

Die Frage nach dem Ruhesystem des Schwerpunktes solcher „Teilchen-Antiteilchen-Paar“ ist für mich weiter (fast) unvorstellbar. Aber laut TomS soll ich es auch nicht.

Ja, bitte.

Wenn jemand einen mathematischen Objekten einen Namen verpasst, quasi als Metapher, dann erbt es noch lange nicht alle Eigenschaften: ein Wüstenschiff hat keinen Tiefgang.

[Eyk van Bommel]

@TomS
Ich gebe das wieder was ich aus Deiner Diskussion ableite:
Teilchen ergeben sich in der QM im „Rahmen der Störungstheorie“. Es sind Störungen im Feld. Hawkings („erste Arbeit“) behandelt „ungestörte Felder“ = keine Teilchen.

Zitat: Anregungen negativer Energie fallen ins SL, Anregungen positiver Energie entkommen ins Unendliche

A) Nicht jede Anregung ist eine Störung? Und B) positive Energie zerfällt dabei aber zu einem realen Teilchen.

PS: Mit dummer Kopf liest: Negative Masse und denkt sofort an Higgs-Teichen. Das Higgs-Teilchen wäre das Anti-Teilchen und fällt ins SL.. Aber das wäre ja wieder ein Teilchen…und ich abstrahiere sowieso wieder das falsche. aus "negative Masse"

[TomS]

Zitat von Eyk van Bommel

Teilchen ergeben sich in der QM im „Rahmen der Störungstheorie“. Es sind Störungen im Feld. Hawkings („erste Arbeit“) behandelt „ungestörte Felder“ = keine Teilchen.

Reale Teilchen werden in der QFT durch quantenmechanische Zustände mit definierten Eigenschaften (Energie, Impuls, Spin, Ladung, ...) dargestellt. Sie sind letztlich unabhängig von weiteren mathematischen Methoden und repräsentieren das Phänomen, das wir real messen.

Virtuelle Teilchen resultieren in der QFT ausschließlich aus der Störungsrechnung; sie entsprechen gerade nicht quantenmechanische Zustände mit definierten Eigenschaften und sie entsprechen keinem direkt messbaren Phänomen; es handelt sich um rein mathematische Konstrukte. Wenn man die QFT mittels anderer Methoden als der Störungsrechnung löst (z.B. Gittereichtheorie), dann treten diese mathematischen Konstrukte gar nicht erst auf; es handelt sich also um Artefakte einer bestimmten Methode.

Störungsrechnung bedeutet dabei eine Näherung, die ausgehend von der nicht-wechselwirkenden Theorie sukzessive Wechselwirkungen hinzunimmt. Virtuelle Teilchen treten dann in den Rechnungen auf, wenn man mindestens den einfachsten Wechselwirkungsterm in der Rechnung berücksichtigt. Hawking tut dies nicht! Er betrachtet ein freies Feld ohne Wechselwirkung, und daher ist der Begriff "virtuelle Teilchen" für das, was er mathematisch korrekt durchführt, falsch.

Seine mathematische Methode sowie der dahinter liegende "physikalische Prozess der Hawkingstrahlung" ist viel spannender als "virtuelle Teilchen".

Stell' dir vor, du kannst in deiner Stammkneipe deine Rechnung nicht bezahlen und lässt anschreiben. Bei nächsten Kneipenbesuch bringst du der hübschen Bedienung zum Dank für ihr Entgegenkommen außerdem einen Blumenstrauß mit. Es wäre völlig verfehlt, diesen Blumenstrauß als "Schuldzins" auf die Rechnung zu bezeichnen, oder?

[Eyk van Bommel]

Er betrachtet ein freies Feld ohne Wechselwirkung,

Wenn ich deine Diskussion richtig verstehe, gibt es dazu auch nicht ansatzweise eine allgemein verständliche Beschreibung, die ohne ein falsches Bild zu verwenden, auskommt.

...zum Dank für ihr Entgegenkommen außerdem einen Blumenstrauß mit.

Ich denke der Knigge ist es nicht. Auch wenn die Regeln der Höflichkeit fundamentaler sind als von mir zunächst angenommen.

[Eyk van Bommel]

Zitat von TomS

Stell' dir vor?

Es passiert "dies" und "das" - zurück bleibt ein entweichendes Teilchen. Dies und Das sind QM Beschreibung die wir bildhaft nicht darstellen können. Wichtig ist, das am Ende eben "rechts" ein reelles Teilchen steht, damit der Term links stimmt.

[Eyk van Bommel]

@TomS
Würdest du die Kraft die man zwischen den Platten beim "Casemir-Platten-Experiment" misst auch den Vakuumfluktuationen zuschreiben? Oder hältst du andere "reellere" Wechselwirkungen (Van der Waals...) noch als mögliche Erkältung für wahrscheinlich.

[Plankton]

Ich zumindest kenne nur diese Erklärung dafür.

For example, the virtual photons flitting in and out of existence produce a randomly fluctuating electric field. In 1947, physicists found that the field shifts the energy levels of an electron inside a hydrogen atom and hence the spectrum of radiation the atom emits. A year later, Dutch theorist Hendrik Casimir predicted that the field would also exert a subtle force on two closely spaced metal plates, squeezing them together. That's because the electric field must vanish on the plates' surfaces, so only certain wavelike ripples of the electric field can fit between the plates. In contrast, more ripples can push on the plates from the outside, exerting a net force. The Casimir effect was observed in 1997.

Quelle

[TomS]

Zitat von Eyk van Bommel

Wenn ich deine Diskussion richtig verstehe, gibt es dazu auch nicht ansatzweise eine allgemein verständliche Beschreibung, die ohne ein falsches Bild zu verwenden, auskommt.

Ich fürchte, ja.

Hast du mal den mathematischen Teil des Wikipedia-Artikels durchgelesen? Das ist mein Versuch, den Effekt zu erklären, ohne dabei die Mathematik zu verfälschen.

Zitat von Eyk van Bommel

... - zurück bleibt ein entweichendes Teilchen. Dies und Das sind QM Beschreibung die wir bildhaft nicht darstellen können. Wichtig ist, das am Ende eben "rechts" ein reelles Teilchen steht, damit der Term links stimmt.

Sozusagen, ja

Zitat von Eyk van Bommel

Würdest du die Kraft die man zwischen den Platten beim "Casemir-Platten-Experiment" misst auch den Vakuumfluktuationen zuschreiben? Oder hältst du andere "reellere" Wechselwirkungen (Van der Waals...) noch als mögliche Erkältung für wahrscheinlich.

Ich denke, beide Erklärungen sind korrekt; soweit ich mich erinnern kann, stammt die alternative Herleitung von Jaffe, das alleine bürgt schon für Qualität.

Auch bei der Hawkingstrahlung gibt es alternative Berechnungen; die letzte, die ich dazu gelesen habe, ist noch unanschaulicher ... Angeblich existiert auch eine Berechnung (nicht nur Argumentation), die tatsächlich mit dem Tunneleffekt argumentiert; die kenne ich aber nicht ... viele Wege führen nach Rom ...