Licht: Welle oder Teilchen?

[criptically]

Zitat von Querkopf

Casimir Effekt:
Der Quantenmechanische Harmonische Oszillator hat im Grundzustand eine nichtverschwindende Energie von ½ h-quer Omega. Also auch die Nullmode schwingt noch mit einer gewissen Energie.
...

Wie hoch ist diese Energie wenn Omega = Null ist?

[ingeniosus]

Zitat von uwebus

Und zur Anziehung: Es gibt m.E. keine Anziehung, alle Kräfte entstehen aus dem Raum heraus, ein Kraftvektor ist lediglich eine Resultierende von Feldwirkungen und Felder wechselwirken “flächig“, also drückend, Felder können nicht ziehen. Wir hier auf der Erdoberfläche befinden uns im Gleichgewicht zwischen EM-Felddruck und Vakuumdruck, wir werden nicht angezogen, sondern zur Masse hin gedrückt von dem unserem Körper zuzuordnenden G-Feldanteil der Erde.

Uwebus,
es scheint mir ein wenig überspitzt zu sein, wenn Sie sich Gedanken machen, ob eine Feld (Kraft) zieht oder drückt.
In meiner Vorstellung setzt die Kraft im Schwerpunkt an. Das ist natürlich maskoskopisch-mechanisch gedacht, aber ein Feld zieht, wenn die Kraft von vorne (in der Bewegungsrichtung) kommt und es drückt, wenn ein Feld von hinten kommt. Ich würde sagen es wirkt ein, ob drückend oder ziehend ist nur eine Frage der Wirk-Oberfläche, -Richtung und Versuchsanodnung.

Die Feldtheorie hat ja den Nachteil, dass sie ihre Vorstellbarkeit verliert. Jedes Feld hat empirisch-physikalische Ursachen (Gravitation und Elektromagnetismus). Bei der elektroschwachen und starken Wechselwirkung habe ich derzeit noch echte Wissenslücken, daher wage ich noch keine Aussagen). Unter Masse oder Ladung kann ich mir einigermassen was vorstellen, aber ein Feld ist eben ein Abstraktum, sicherlich gedanklich hilfreich - aber doch.

[ingeniosus]

Zitat von uwebus

Vielleicht erlebe ich es ja auch noch, daß auch ein endliches Feldmodell in Physikerhirne Einzug hält, dann hören diese absurden Unendlichkeiten endlicher Größen in der Physik auf.

Ich kann es nicht beweisen, aber ich bin sicher recht zu haben mit der Aussage:
Eine endliche Energiemenge kann nur endliche Werte in Ausdehnung und Dichte annehmen.
Daraus folgt ein Energiequantenfeldmodell und daß ein solches prinzipiell funktioniert führe ich mit meiner HP vor. Nicht mehr und nicht weniger.

uwebus,
Ihre Festlegung über die endliche Energiemenge ist völlig OK, nur die "Virtuellen Teilchen" im Casimir-Effect weisen auf eine Energiemenge hin, die nicht endlich ist. Es ist nicht mehr definitiv haltbar, dass nach den Fermionen nicht noch kleinere "Quantisierungen" existieren. Es entsteht also eine unendliche Energiequelle durch "logische Öffnung" wie zur vorletzten Jahrhundertwende eben die Atomenergie gefunden wurde.

Die Heisenbergsche Unschärferelation sagt ja nicht : bis zum Plankschen Wirkungsquantum und dann Schluss, sondern besagt nur : da ist eine Schwelle und keine Grenze!

[ingeniosus]

Zitat von uwebus

Daraus folgt ein Energiequantenfeldmodell und daß ein solches prinzipiell funktioniert führe ich mit meiner HP vor. Nicht mehr und nicht weniger.

Ihr Energiequantenfeldmodell deckt sich mit meinem "Energonmodell". Nur habe ich mein Energon in seinem Energium noch nirgendwo berechnet. Es ist eben ein "Paradigma", wie Informatiker es nennen. Wir haben keine Scheu vor Immateriellem, wie die tradierten Philosophen, nur nicht ohne praktische Wirkung.

Aber offensichtlich kann man dann ein Energiequantum aus der QFT mit meinem "Energon" gleichsetzen. Das wäre für mich ein kleiner Erfolg!

Der logische Pfad ist aber schon insofern konsequent, als ich ein Energon herauslösen will, wie ein Molekül, Atom, Fermion usw. und versuche - gedanklich zumindest - sein "Energium= Summe aller einwirkenden Felder und Kräfte" zu isolieren.

An der Front der Physikalischen Forschung zeigt sich doch derzeit bereits eine neue Schwelle : das Verschwinden der Masse. Was bleibt dann? Passen würde sicherlich so über den Daumen: Energie.....

[criptically]

Zitat von ingeniosus

...
An der Front der Physikalischen Forschung zeigt sich doch derzeit bereits eine neue Schwelle : das Verschwinden der Masse. Was bleibt dann? Passen würde sicherlich so über den Daumen: Energie.....

Heißt es nicht E=mc² bzw. m=E/c² ?

[möbius]

Zitat von criptically

Heißt es nicht E=mc² bzw. m=E/c² ?

Und heißt es nicht E = h f (Max Planck) - und
mc² = hf (Louis de Broglie) ???

Und m = hf/c² ???

möbius

[criptically]

Zitat von möbius

Und heißt es nicht E = h f (Max Planck) - und
mc² = hf (Louis de Broglie) ???

Und m = hf/c² ???

möbius

Und noch weiter, Gleichverteilungssatz: Gesamtenergie = Schwingungsenergie + Kinetische Energie + Potentielle Energie + Rotationsenergie +...

Und für Photonen Ekin = Eschwing = mc²/2 = hf/2 ,

und Egesamt = mc² = hf ?

[uwebus]

Ich geb Euch mal wieder was zum Nachdenken oder auch einfach nur zum besserwisserischen Kritisieren:

xyz schrieb u.a.:
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Die Wellenkinematik ist primär eine vorphysikalische Theorie,......

Wir bewegen uns hier auf dem Gebiet der vorphysikalischen Wellenkinematik.....

Eine Welle läuft sich nicht tot !!!
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Das bedeutet, bei der “vorphysikalischen Wellenkinematik“ handelt es sich um “physisfreie Mathematik des leeren Raumes“!

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Eine wirkliche Welle ist unumkehrbar und aufgrund der Phasenexistenz und Phasenwanderung als Folge der Ausbreitung einer Störung unzerlegbar. Alle störungsfreien Felder sind ausnahmslos Endprodukte ermattender Wellenquellen, also störungsfrei gewordener Felder.
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Ich bin der Auffassung, daß xyz hier einen GRUNDSÄTZLICHEN Fehler begeht, sofern wir vom Licht sprechen. Man kann die “vorphysikalische Wellenkinematik“, wie hier die Kinematik des leeren Raumes bezeichnet wird, nicht auf einen physischen Raum übertragen, und zwar aus folgendem Grund:

Von der Oberfläche einer Licht aussenden Sphäre in radialer Richtung ausgehend ändert sich die Feldgeometrie. Nun kann man den Faktor 1/r² als Raumkrümmung (Physik) oder als Raumspannung (mein Modell) bezeichnen, das Resultat bleibt das gleiche (ich ziehe Raumspannung im Sinne von Energiedichte vor, da Krümmung keine Begründung für Kraftentstehung ist, Spannung hingegen ja).

Eine Lichtpartikel erzeugt eine sie begleitende Welle, wenn man davon ausgeht, daß das Vakuum aus etwas besteht. Ab Austrittsfläche ins Vakuum entsteht also vor der Partikel Verdrängung, hinter ihr Rückfluß und damit Antrieb, die Partikel wird von ihrer Begleitwelle vorwärts getrieben. Da nun aufgrund der abnehmenden Energiedichte/Raumkrümmung der Widerstand abnimmt (das Vakuum “entspannt“ sich mit zunehmendem r), wird die Partikel beschleunigt so wie ein Gasbläschen, welches in einer Flüssigkeit aufsteigt.

Beschleunigung ist gleichbedeutend mit einem Kräftepaar actio=reactio, zwischen Lichtteilchen und Quelle erfolgt ein Abstoßungseffekt. Dies geschieht bis zu dem nächsten Lagrange-Punkt, dort tritt das Lichtteilchen wieder in ein dichter werdendes Feld ein, es erfolgt Verzögerung mit dem gleichen Effekt einer Kräftepaarbildung actio=reactio, welches zwischen Lichtteilchen und dem jetzigen Feldzentrum einen Druck aufbaut.

G-Felder sind damit Bestanteil der Quellen (Massen)!!!!, die Impulserzeugung eines Lichtteilchens verläuft über den gesamten Bereich von Eintritt ins Vakuum bis zum Lagrange-Punkt und die Impulsübertragung vom Lagrange-Punkt bis zur absorbierenden Fläche.

Da nun bei Durchquerung eines G-Feldes ein am Feldzentrum vorbeifliegendes Lichtteilchen sowohl beim Eindringen als auch beim Verlassen des Feldes eine Kraftwirkung actio=reactio zwischen sich und dem Feldzentrum erzeugt und die Resultierende dieser Kräfte größer Null ist, gibt das Lichtteilchen Energie an das durchquerte Feld ab. Folglich ermüdet Licht.

Ein Lichtteilchen entstammt einem Elektron, letzteres hat im Ruhzustand Spin ½. Das Lichtteilchen tritt aus mit Spin 1, d. h. es trägt “geborgte Energie“ in Form eines Impulses. Energieverlust ist Impulsverlust und Impulsverlust ist Verlust an geborgter Energie, wobei sich dieser Verlust durch eine Spin“abwicklung“ bemerkbar macht, welche zu einer Verlängerung der Welle führt, Lambda wächst. Und da die Fortpflanzungsgeschwindigkeit vakuumabhängig ist, macht sich ein größeres Lambda als Frequenzrückgang bemerkbar. Das ursächliche Kriterium für die Energie eines Lichtteilchens ist also nicht dessen Frequenz, sondern dessen Wellenlänge

Auch hier kann man wieder ein mechanisches Bild anführen: Eine konstant drehende Gewindestange wird gelängt, damit erhöht sich die Gewindesteigung, so daß ein sich parallel zur Stange mit v=c bewegender Beobachter immer länger braucht, um eine volle Umdrehung zu messen.

Und wenn Licht ermüdet, dann wird irgendwann der geborgte Spin “abgewickelt“ sein, so daß die kinetische Energie verbraucht ist und das Lichtteilchen in die nächstgelegene Ruhmasse stürzt und diese um den eigenen Ruhmassewert erhöht.

Ich bin mir bewußt, daß ich mit diesem Modell gegenwärtig nicht punkten kann, trotzdem bin ich mir sicher, richtig zu liegen. Der Urknall mit beschleunigter Universumsexpansion sowie die postulierte Masselosigkeit des Lichtes und die unsinnige Anwendung der Riemanngeometrie auf physische Felder dürften den größten Flop des 20sten Jahrhunderts darstellen.

[möbius]

Zitat von criptically

Und noch weiter, Gleichverteilungssatz: Gesamtenergie = Schwingungsenergie + Kinetische Energie + Potentielle Energie + Rotationsenergie +...

Und für Photonen Ekin = Eschwing = mc²/2 = hf/2 ,

und Egesamt = mc² = hf ? ...

S e h r richtig, criptically!!!

Und was bitteschön - ist jetzt noch das Problem der PHYSIKER

möbius

[Querkopf]

Nun wird ein BEK (BEC=BEK) aus Atomen hergestellt und die bestehen aus Fermionen (Elektronen und Quarks), also müssen Fermionen in Bosonen umwandelbar sein und umgekehrt, oder meinst Du, ein BEK hat weder Elektronen noch Quarks? Dann bliebe nämlich nichts mehr übrig außer sog. Wechselwirkungsteilchen, die bis heute mit Ausnahme von Photonen noch niemand nachgewiesen hat (oder hat schon mal jemand Gluonen oder Gravitonen nachgewiesen?).

Fermionen können aber gebundene Zustände eingehen, die sich wie Bosonen verhalten (Prominentes Beispiel sind z.B. Cooper Paare).
Ein Atom ist ein gebundener Zustand. Ein Nukleon ist ein gebundener Zustand. Ich wandele keine Teilchen um. Auch in einem Cooper Paar sind meine Elektronen immer noch Fermionen (ich kann sie also z.B. nicht aufeinandersetzen) aber als Kollektiv verhalten sie sich nach außen hin wie ein Boson.
Im übrigen kann ich auch die Eichbosonen der Schwachen Wechselwirkung messen.
Deine Vermutung, dass Elektronen aus dem Bose- Einstein -Condensate kommen könnten, steht im Widerspruch zu deiner Feststellung, dass sich das Kondensat im niedrigsten energetischen Zustand befindet. Es ist einfach nicht genügend Energie da um freie Elektronen aus dem Gebundenen Zustand herauszulösen (Für eine Ionisierung brauche ich jede Menge Energie).

Ihr könnt machen was Ihr wollt, solange Ihr den Spin und die Gravitation nicht erklären könnt, solange habt Ihr keine Ahnung, was Bosonen oder Fermionen sind, Ihr meßt etwas, von dem Ihr nicht wißt, was es ist und stellt Theorien auf, die reine Annahmen sind.

Der Spin folgt zwangsläufig aus dem Versuch eine relativistisch kovariante Quantenmechanik zu konstruieren (eine der großen Leistungen der Dirac Theorie).
Man kann mathematisch beweisen (über die Topologie von Weltlinien im Pfadintegralformalismus), dass es in drei oder mehr Dimensionen nur zwei Sorten von Teilchen geben kann (Bosonen und Fermionen), die entweder Symmetrisch oder antisymmetrisch unter Teilchenvertauschung sind, woraus auch das Pauliverbot folgt.
Man kann beweisen (Spin Statistik Theorem), das diese Teilchen einer unterschiedlichen Verteilungsfunktion gehorchen.

Eine Quantentheorie der Gravitation ist noch Forschungsthema, aber alle anderen Fragen sind seit Jahrzehnten beantwortet. Möglicherweise bist du nicht mehr ganz auf dem neusten Stand.
Und der gute Albert Einstein hat die Theorie sehr gut verstanden. Alle Welt schießt sich ja heute auf seine Relativitätstheorie ein, aber er war eigentlich ein Meister der Thermodynamik und Statistischen Physik (was sicherlich auch mit seiner praktischen Arbeit beim Patentamt zusammenhing). Er hat das Kondensat im Glauben an die Richtigkeit der Statistischen Physik (in Tradition von Boltzmanm und Planck und auf Anregung von Bose) während seiner Zeit in Leiden 1924 vorhergesagt. 1995 wurde die Vorhersage bestätigt. 71 Jahre später. Das nenne ich Klasse.

Mein Modell beruht auch auf Annahmen, aber auf sehr wenigen, während die Physik einen ganzen Sack voll davon braucht, für jedes Fachgebiet andere. Daß auch bei mir Irrtümer eingeschlossen sind, ist selbstverständlich, aber das enthebt Euch nicht der Aufgabe darüber nachzudenken, wie und warum die Ergebnisse zustande kommen.

Auch da scheinst du nicht ganz auf dem laufenden zu sein. Die Physik beruht auf sehr wenigen Annahmen.

Moderne Physik ist auf fundamentaler ebene Quantenfeldtheorie und Statistische Physik, wobei letztere heute im wesentlichen als Quantenfeldtheorie verstanden wird.
Die beiden Säulen der Physik sind Symmetriegruppen (im wesentlichen Lie – Gruppen) und die Renormierungsgruppe.

Wenn ich eine neue Theorie konstruiere dann wird diese vollständig durch die Forderung nach bestimmten Symmetrien und nach renormierbarkeit festgelegt.
Die Struktur der Elektrodynamik und ihrer möglichen Wechselwirkungen wird festgelegt durch die Forderung nach Invarianz unter Lorentztransformationen, Invarianz unter U(1) Eichtransformationen und was zusätzliche Wechselwirkungsterme angeht durch die Forderung nach Renormierbarkeit.
Das ist eine ziemlich einfache Struktur, setzt aber eine gewisse Kenntnis der modernen Physik und der Mathematik voraus.

Ein Feld mit einer vom Feldzentrum nach außen abnehmenden Energiedichte größer Null ist nun mal endlich, wenn der Energiegehalt endlich ist. E(Feld) = Integral [(EDr > 0)·r²·4·Pi·dr] ergibt nun mal bei E(endlich) ein endliches r. Ganz ohne komplizierte Mathematik. Allerdings beruht dieses Modell auf meinen Annahmen, welche das Universum als aus Energiefeldquanten aufgebaut ansehen.

Das ist zwar mathematisch richtig, aber physikalisch völlig unsinnig.
Beweis: Durch Haare kämmen
Beim Haare kämmen werden Ladungen getrennt. Eine Elektrische Punktladung hat ein potential von 1/r, also eine Kraft von 1/r^2 und eine energiedichte von 1/r^4 (Coulomb 1784, also noch vor der Französischen Revolution). Die Energie eines solchen Feldes ist gegeben durch ein Integral über 1/r^2. Das entspricht genau dem von mir beschrieben Fall.
Und wir reden nicht von einem exotischen Experiment, sondern vom alltäglichen erleben von Millionen Menschen.
Sage mir, welche Struktur muss ein Universum haben um eine Energiedichte größer oder gleich r^2 zu erlauben. Ich behaupte es gibt keine realistische Ladungsverteilung für das Universum die das erlaubt.
Mit realistisch meine ich, die Theorie muss im Einlang mit Beobachtungen wie denen beim Haarekämmen stehen und sie muss erklären, warum mein Computer sie auf dem Bildschirm anzeigen kann.

Ich behaupte jetzt mal ganz mutig, dass du nicht in der Lage sein wirst mir eine derartige Ladungsverteilung zu nennen.

Ich warte ohnehin noch auf ein Statement in Sachen Übereinstimmung deiner Theorie mit dem Experiment. Beim Casimir – Effekt stimmt deine Theorie ja so einigermaßen bei Materialien überein für die man keine Experimente macht. Viel interessanter sind aber eigentlich Materialien wie Gold und Aluminium, mit denen man aufgrund der Industriell verfügbaren Nanotechnik (sprich Halbleiterindustrie) üblicherweise solche Experimente durchführt. Und da liegst du einfach nur um ein paar hundert Prozent falsch.

Das ist ja eine tolle Theorie. Sie ist wunderschön und erklärt alles, aber dort wo man sie tatsächlich in Zahlenwerten überprüfen kann, ist sie bis zu 760% vom Experiment entfernt.
Das ist nicht bloß Spielerei, sondern hat handfeste Konsequenzen. Casimir war nach seinem Studium in Leiden ja auch bei Phillips beschäftigt. Phillips stellt zwar kaum noch Produkte her, ist aber in Sachen Forschung (und Patente) immer noch eine der Führenden Halbleiterfirmen. Wenn ich zu kleineren Strukturen übergehe, spielt der Casimireffekt eine entscheidende Rolle, z.B. für die Reibung von Mikromechanischen Bauteilen oder die Wärmeentwicklung von Chips. Du behauptest nun (im Widerspruch zum Experiment), dass der Effekt z.B. für Gold um den Faktor 7,6 mal so groß ist. Überlege welche Konsequenzen das hätte.

Ins blaue philosophieren mag ja unterhaltsamer sein, aber von einem Handy weiß ich das es funktioniert. Jeden Tag, abermillionenfach auf der ganzen Welt.
Und jede noch so tolle Weltformel, bei der am Ende rauskommt, dass mein Handy eigentlich nicht funktionieren dürfte, wird direkt in den Papierkorb befördert.

Wie hoch ist diese Energie wenn Omega = Null ist?

Null wenn ich richtig rechne! Warum muss das richtig sein? Weil (ω^2) * (x^2) mein harmonisches Oszillatorpotential ist. Wenn ich Omega gegen Null gehen lasse, wird mein Potential immer flacher, bis es schließlich verschwindet. Kein Potential bedeutet keine Schwingung bedeutet keine Energie für einen gebundenen Zustand (da ein solcher nicht existiert).

Querkopf, ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie mir dann eine brauchbare Definition Ihres Attributes "zentralsymmetrisch" festlegen könnten.

Meine Funktion (also mein Potential) ist Punktsymmetrisch, bei geeigneter Wahl des Koordinatensystems Punktsymmetrisch zum Ursprung, d.h.:
V(x)=-V(-x)
In höheren Dimensionen habe ich typischerweise Rotationssymmtrien um alle Achsen, also in 2D Kreissymmetrie, in 3D Kugelsymmtrie (z.B. Coulombpotential), in 4D ...
Entsprechend der Kugelsymmtrie des Coulombpotentials tauchen z.B. in der Elektrostatik (Multipolentwicklung) oder der Atomphysik (Winkelanteil der Wellenfunktion) Kugelflächenfunktionen auf.