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Theorien jenseits der Standardphysik Sie haben Ihre eigene physikalische Theorie entwickelt? Oder Sie kritisieren bestehende Standardtheorien? Dann sind Sie hier richtig.

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  #21  
Alt 23.12.18, 21:52
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
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Standard AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie

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.
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«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

Geändert von TomS (23.12.18 um 21:55 Uhr)
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  #22  
Alt 23.12.18, 22:01
BananAnanas BananAnanas ist offline
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Standard AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
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.
Würde bedeuten, dass Masse relativ ist, oder?
Wie aber erklärt man dann, dass Photonen Teilchen mit Masse erzeugen können?
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  #23  
Alt 23.12.18, 22:21
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie

Zitat:
Zitat von BananAnanas Beitrag anzeigen
Würde bedeuten, dass Masse relativ ist, oder?
Wie meinst du das?

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

Zitat:
Zitat von BananAnanas Beitrag anzeigen
Wie aber erklärt man dann, dass Photonen Teilchen mit Masse erzeugen können?
Im Rahmen der Quantenfeldtheorie.

Das obige Beispiel erklärt das noch gar nicht, aber mit irgendetwas einfachen muss man ja mal anfangen.
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  #24  
Alt 23.12.18, 22:35
BananAnanas BananAnanas ist offline
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Standard AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Wie meinst du das?

Die Masse der Kiste ist keineswegs im Einsteinschen Sinne relativ; evtl. meinst du etwas anderes.
Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen

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.
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.
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  #25  
Alt 24.12.18, 08:07
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie

Zitat:
Zitat von BananAnanas Beitrag anzeigen
Wodurch wird denn die kinetische Energie zur Masse?
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.
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  #26  
Alt 24.12.18, 10:22
BananAnanas BananAnanas ist offline
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Standard AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
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.
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

Geändert von BananAnanas (24.12.18 um 22:57 Uhr)
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  #27  
Alt 24.12.18, 14:46
kwrk kwrk ist offline
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Standard AW: Darstellung von Masse als rotierende Energie

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
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.
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
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  #28  
Alt 25.12.18, 07:42
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TomS TomS ist offline
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Zitat:
Zitat von kwrk Beitrag anzeigen
Eine "neuere", viel zitierte Arbeit zu diesem Thema ist ...
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.

Zitat:
Zitat von kwrk Beitrag anzeigen
Das ist mmn ein wenig aussagekräftiger Fit, um es mal freundlich auszudrücken.
Gibt es etwas neueres / besseres / präziseres ?
Was stört dich daran?

Wir können gerne nach neueren Arbeiten suchen.
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  #29  
Alt 25.12.18, 08:03
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Zitat:
Zitat von BananAnanas Beitrag anzeigen
Nimm es mir nicht übel, aber wenn ich das jetzt wieder auf meine Ausgangshypothese anwenden würde, sehe ich diese nicht widerlegt.
Was genau ist deine Ausgangshypothese? Also was ist das Minimum mathematischer Annahmen zur Berechnung? und was sind lediglich Erklärungen bzw. Interpretationen?

Zitat:
Zitat von BananAnanas Beitrag anzeigen
Meine Idee war ja, dass sich Masse im Ruhezustand durch eine Kreisfrequenz (vereinfacht) definiert.
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!

Zitat:
Zitat von BananAnanas Beitrag anzeigen
Photonen könnten in der Hypothese zwischen den beiden Zuständen wechseln.
Zwischen welchen Zuständen?
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Geändert von TomS (25.12.18 um 08:09 Uhr)
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  #30  
Alt 25.12.18, 17:23
kwrk kwrk ist offline
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Standard 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
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