THEMA:

B) Ist der Casimir-Effekt nun wirklich ein Indiz für Quantenfluktuationen oder lässt sich dieser auch mit den Van-der-Waals-Kräften erklären .

Beides. Berechnen kann man den Effekt auf unterschiedlichen Wegen mit dem identischen Ergebnis. Der Casimir-Effekt für sich genommen wäre damit auch ohne die Existenz von Vakuumfluktuationen erklärbar.
Allerdings gibt es weitere Effekte wie z.B. Lamb-Shift und Vakuumpolarisation, die ohne Vakuumfluktuationen nicht erklärt werden können. Aus unserer derzeit erfolgreichsten Theorie - der relativistischen Quantenfeldtheorie - ist das Konzept der Quantenfluktuationen nicht wegzudenken. Deshalb ist die gängige - weil sparsamere - Interpretation des Casimir-Effekts ebenfalls mittels Vakuumfluktuationen, bzw. virtuellen Teilchen.

Hi

Selbes Thema andere Frage:

Hat jemals jemand gemessen, ob der Druck der Quantenfluktuationen, in einem geschlossenen Behälter, z.B. einem Quader oder einem Zylinder, zu allen Seiten identisch ist oder ob er vom Abstand zur gegenüberliegenden Wand abhängt?

Angenommen er wäre vom Abstand abhängig:
Wen Raum das Nichts zwischen den Quanten darstellt und Quantenfluktuationen Energieschwankungen des Raumes selbst sind, ist der Druck der Quantenfluktuationen die Gravitation. Weil sie, in einem stillstehenden System, immer exakt senkrecht wirkt.
Bewegen sich Objekte in einem System relativ zu einander, wird lediglich die Flugrichtung, in die sie gedrückt werden, abgelenkt. Als würde man in einem Fluss senkrecht zur Strömung schwimmen.
Das Einzige das die Maße, die ebenfalls einer Energie entspricht, vor dem Zusammenstürzen bewahrt ist die Abstoßung der einzelnen Atome, präziser: der äußeren Elektronenhüllen, die auf elementarster Ebene noch verbleibt. Was eine andere Form von Energie darstellt, so wie der Druck der Quantenfluktuationen eine Form von Energie ist.
Zum Beispiel kann man die Stärke einer elektormagnetischen Welle abhängig von ihrer Entfernung zur Quelle als eine Funktion darstellen und in dieser Form breitet sie sich dann dreidimensional aus. Genauso lässt sich die Gravitation beschreiben.
Womit sie also auch gleichzeitig die mysteriöse Dunkle Energie wäre.

Im großen Ganzen würde das also heißen:
Alle Kräfte sind einander überlagernde, aber dennoch als sich von einander abgrenzende Felder sich zeigende Kräfte, die einen Wellencharakter haben.
Sie unterscheiden sich in Amplitude und Wellenlänge, was den unterschied zwischen den einzelnen Kräften darstellt.
Natürlich wechselwirken sie alle mit einander und sei es nur durch die Gravitation, also dem Druck des Nichts, da sie letzten Endes alle das Selbe sind und doch anders: Energie.
Die Gravitation ist zwar die schwächste Kraft aber dafür hat sie den größten Wirkungsbereich: das Universum selbst und ist somit auch untrennbar mit der Raumzeit verknüpft.
Die Käfte sind also nur in ihrer Ausbreitung begrenzt, und die Gravitation ist halt die größte Welle, auf der alle anderen "schwimmen".

Edit:
Man müsste allso alle Kräfte als Felder aufadiere und aus dem Ergebnis versuchen zu schließen wie das Feld der Gravitation schwingt.
Ist das möglich?


Ich empfehel das Video hier anzusehen, bei welchem mir dieser Gedanke kam:




MfG
xax

Die gute Nachricht: Ja, der quantenmechanische Druck wurde tatsächlich vermessen und zwar beim Casimir-Effekt. (Position 36:50 im Video oder Abbildung 2.7 im Buch). Der quantenmechanische Druck auf die leitenden Platten steigt mit der vierten Potenz des Abstandes.
Die schlechte Nachricht: Damit ist ihr Ansatz nicht mit der relativistischen Quantenfeldtheorie vereinbar. Ich stelle Ihnen die Berechnung in den Downloadbereich ("Elliptische Orbits fuer mehr als 3 Raumdimensionen"). Die Berechnungen habe ich allgemein für einen n-dimensionalen Raum durchgeführt. In Ihrem Beispiel genügt es, n=3 zu setzen. Interessant ist insbesonder die Entwicklung bis Gleichung 28; eine theoretische Herleitung, wie sich die Kräfte im n-dimensionalen Raum als Funktion des Abstandes verhalten..

Nullpunktsenergie... ja auch hier ist meine kaputte frage:
Kann es sein das Magnetfeld da sein Ursprung hat? also noch lange lange.... sehr lange bevor es ein Metall Gitter gab. Oder ein Strom Fluss.

chris, ich denke dass du noch sehr jung bist, denn die fälle schwimmen dir davon (kasus verschwindibus) und was zusammengesetzte substantive sind weißt du anscheinend auch nicht.
das war bei den meisten damals genauso.
ich empfehle dir ein paar jahre mit erwachsenen zu chatten, das ist optimal um rechtschreibung zu lernen.
es gibt viele chats die dafür in frage kommen, ohne dass die gleich deine nummer haben wollen... z.B. gamer oder blogger
und du solltest dir folgende serien komplett mal ansehen:
-alpha centauri
-frag den lesch
-leschs kosmos

ich glaube du bist in internetkreise geraten, die dich total verwirrt haben
freie energie, verschwörungen, spinnervideos
es gibt im netz sogar die vertretung dass pi=4 ist
du solltest davon abstand nehmen und dich erst einmal mit dem stoff hier beschäftigen
ist nur ein guter rat, ich habe schon meine erfahrungen mit dem internet, ich bin hackerspace-member.
gehab dich wohl

Ferdi schrieb:

chris, ich denke dass du noch sehr jung bist, denn die fälle schwimmen dir davon (kasus verschwindibus) und was zusammengesetzte substantive sind weißt du anscheinend auch nicht.
das war bei den meisten damals genauso.
ich empfehle dir ein paar jahre mit erwachsenen zu chatten, das ist optimal um rechtschreibung zu lernen.
es gibt viele chats die dafür in frage kommen, ohne dass die gleich deine nummer haben wollen... z.B. gamer oder blogger
und du solltest dir folgende serien komplett mal ansehen:
-alpha centauri
-frag den lesch
-leschs kosmos

ich glaube du bist in internetkreise geraten, die dich total verwirrt haben
freie energie, verschwörungen, spinnervideos
es gibt im netz sogar die vertretung dass pi=4 ist
du solltest davon abstand nehmen und dich erst einmal mit dem stoff hier beschäftigen
ist nur ein guter rat, ich habe schon meine erfahrungen mit dem internet, ich bin hackerspace-member.
gehab dich wohl

Du liegst da komplett falsch mit jeder aussage, ich bin nur ein kleiner System Administrator der kein Plan hat. Also ich bin sicher davon gehört zu haben, das man deine Art als Forum Troll bezeichnet. Aber naja so etwas muss es auch geben denn du postest einfach nur etwas... das du schön schreiben kannst finde ich Toll. Aber nun weist du auch das dich komplett irren kannst, ob es glaubst das sei dir überlassen. Mache es hier nicht off Topic nur aufgrund meiner Rechtschreibfehler zumindest habe ich diese nur da und nicht woanders, aber das wieder ein anderes Thema also so sei es du bist nun hier unser Peta hacker space member.Viel Glück.
Freie Energie... klar also schon mal eine Solarzelle in die Sonne gehalten? hat zwar paar 100000 Jahre gebraucht bis es hier angekommen ist und aus dem nichts ist es ja auch nicht, aber ich habe lediglich mir eine Halbleiter besorgt und diesem zu einer Fotozelle verarbeitet schon habe ich meine Freie Energie für nix weiteres wie schönes Wetter muss ich sorgen. Wie auch immer du Troll möchtest mir was von Rechtschreibung schreiben, aber bekommst es nicht fertig selbst zu erkennen, richtige schreiben bedeutet auch mal die Umschalttaste zu benutzen.

Liebe Freunde der Astronomie, darf ich Euch um ein friedliches Miteinander bitten? Im Endeffekt teilen wir alle den Wunsch, diese Welt - in der wir leben - so gut wie möglich zu verstehen. Rechtschreibkenntnisse, Alter oder sonstige Eigenschaften sollten dabei keine Rolle spielen. Manche Themen sind natürlich etwas spannungsgeladen, gerade hier in der Rubrik "Quantenfluktuationen" und insbesondere "Vakuumenergie". Es quantelt schon an vielen Ecken und Enden im Internet mit teilweise haarsträubenden Argumenten...
Demnächst kommt ein Video zum Thema alternative Weltmodelle. Anschließend werden wir sicher ein großes Fass aufmachen und hitzigst diskutieren. Bis dahin würde ich die Frage von Chris gerne zurückstellen...

hey, alles cool, das war überhaupt kein getrolle, und wie gesagt: freie energie wird im internet noch anders betitelt.
ich hab es dir nur höflich mitteilen wollen.
warum fühlst du dich da gleich so angegriffen? ich selbst hasse rumgetrolle, ich bin immer für sachliche kritik die von herzen kommt.
und alles klein schreiben geht halt super schnell ;>

Josef schrieb:

Liebe Freunde der Astronomie, darf ich Euch um ein friedliches Miteinander bitten? Im Endeffekt teilen wir alle den Wunsch, diese Welt - in der wir leben - so gut wie möglich zu verstehen. Rechtschreibkenntnisse, Alter oder sonstige Eigenschaften sollten dabei keine Rolle spielen. Manche Themen sind natürlich etwas spannungsgeladen, gerade hier in der Rubrik "Quantenfluktuationen" und insbesondere "Vakuumenergie". Es quantelt schon an vielen Ecken und Enden im Internet mit teilweise haarsträubenden Argumenten...
Demnächst kommt ein Video zum Thema alternative Weltmodelle. Anschließend werden wir sicher ein großes Fass aufmachen und hitzigst diskutieren. Bis dahin würde ich die Frage von Chris gerne zurückstellen...

So sei es, unteranderem ist es auch mein Fehler da mein Profil hier noch nicht bekannt ist. Jedoch bin ich mir bei meiner Person sehr sicher und da kommt schnell, direkt, ein kontra wen etwas nicht stimmt.
Ja da habe ich nun voll die Freude auf das Video zu warten, Was aber noch hier bald schwer sein wird im Forum ist die Tatsache das es nur Gästebuch gibt, in das alle fragen gestellt werden sollen?? und Die fragen zum Buch. Das Forum braucht Foren.
Auf keinem fall möchte ich mich da in die Gestaltung einmischen aber bei so einem Umfangreihen Thema wird mir die Navigation Später hier leichter fallen.

Ferdi schrieb:

hey, alles cool, das war überhaupt kein getrolle, und wie gesagt: freie energie wird im internet noch anders betitelt.
ich hab es dir nur höflich mitteilen wollen.
warum fühlst du dich da gleich so angegriffen? ich selbst hasse rumgetrolle, ich bin immer für sachliche kritik die von herzen kommt.
und alles klein schreiben geht halt super schnell ;>

JA klar kein Thema, in der tat alles cool. Nur wenn du schon so Internet bewandert bist dann wundert mich das es nicht schon mitbekommen hast, so Sachen "Ich denke, du bist...." können sehr schnell explodieren wenn da nur bisschen was nicht stimmt. Und bei mir hast du es ja mal extrem angesammelt und das in einem Post von dir. Aber nun hoffe ich ist es jedem bekannt das ich friedliebender Mensch bin.

Hallo, werde mir das Buch auf jeden Fall noch zulegen.

Hab mir das Video nochmal angesehen, und eine Ahnung wie das mit der zeit und entropie gement ist.

Aber, wieder ein Probem.
Vakuum und die dunkle energie, das universum expandiert.
Würde das denn nicht auch auf den Raum vor dem Urknall, den sie beschreiben auch zutreffen?
Und ist das nich vergleichbar mit dem ende des universum wo so zu sagen der kolben immer weiter und immer schneller gezogen wird?
Und die Dunkle negative energie nimmt immer zu?

Ok, wirkt der Casimireffekt nur auf Objekte?
Je mehr abstand, des so größer der effekt, dann nimmt daher die Expansion zu.
Trifft dann nicht auf den Raum selbst zu.
Wurde aber mal anders dargestellt.

Sehr geehrter Herr Gaßner,

erst einmal vielen Dank für die tolle Aufarbeitung des aktuellen Erkenntnisstandes der theoretischen Physik! Ich habe mir ihr Video über den Urknall auf youtube angesehen und bin von den Quantenfluktuationen, dem Lamb-Shift und dem Casimir-Effekt sehr angetan und musste darüber die letzten Tage zwangsläufig nachdenken...

Und zwar ist meine Überlegung: Die Quantenfluktuationen bedeuten also eine Anwesenheit von einer unbestimmten Energiemenge pro Volumen, welches ja ebenfalls einem Druck entspricht. Die Druckdifferenz aufgrund der Energiedichtedifferenz wird ja mit dem Casimir-Effekt beobachtet. Daraus ist es jetzt allerdings nicht möglich die in den Quantenfluktuationen enthaltene Energie zu quantifizieren, da man ja nur eine Differenz zwischen dem Raum in den Platten und dem Raum außerhalb der Platten misst. Der Absolutwert bleibt unbestimmt.

Energie ist jetzt aber einer Masse äquivalent, besitzt also eine gravitative Wirkung. Das heißt, entfernt man die Möglichkeit für Quantenfluktuationen aus einem Teil des Raumes, müsste die Masse in diesem Teil des Raumes abnehmen. Aus der Massedifferenz welche ich messe, müsste ich dann ja auf die absolute Energiedichte schlussfolgern können, richtig?

Mein Gedankenexperiment sieht folgendermaßen aus: Ich stelle einen Würfel eines supraleitenden Materials auf eine Waage und messe seine Masse bei hoher Temperatur (und sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit). Jetzt kühle ich den Supraleiter unterhalb seiner Sprungtemperatur ab und messe erneut seine Masse (mit elektrischer Leitfähigkeit rund 0). Nun müsste ich eine Differenz mit meiner Waage messen, mit welcher ich über das Volumen auch an die vorhandene Energiedichte durch Quantenfluktuationen kommen könnte, oder?

Ich bin gespannt auf Ihre Einschätzung zu diesen Überlegungen.

Hallo SinuS also ich kann leider kein Zusammenhang finden zwischen Quantenfluktuationen und Supraleiter. Kannst du das mal bitte etwas genauer beschreiben?
Bei der Konduktivität ist da scheinbar Widerspruch.

SinuS schrieb:

Mein Gedankenexperiment sieht folgendermaßen aus: Ich stelle einen Würfel eines supraleitenden Materials auf eine Waage und messe seine Masse bei hoher Temperatur (und sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit). Jetzt kühle ich den Supraleiter unterhalb seiner Sprungtemperatur ab und messe erneut seine Masse (mit elektrischer Leitfähigkeit rund 0). Nun müsste ich eine Differenz mit meiner Waage messen, mit welcher ich über das Volumen auch an die vorhandene Energiedichte durch Quantenfluktuationen kommen könnte, oder?

Rest scheint so zur stimmen bis auf die Sache: Quantenfluktuationen ist mehr eine Frequenz, die mengen Differenz beschreibt dann dem Druck auf die platten.

Hallo Chris,

mit dem supraleitenden Material ziehe ich auf eine Eigenschaft der Platten beim Casimir-Effekt ab: der Leitfähigkeit. Diese wirkt als Randbedingung für das Feld, nämlich einem Nullzustand. Ich möchte nun mit einem Supraleiter diese Randbedingung auf einen ganzen Raum erweitern bei dem der Zustand null gilt. Mit dem Durchlaufen verschiedener Temperaturen ändert sich die Leitfähigkeit des Materials über mehrere Potenzen, welches dann hoffentlich beobachtbare Massenveränderungen mit sich bringt.

Natürlich kann man auch in Frequenzen denken (wie im Video) und die Anwesenheit über Quantenfluktuationen im leitfähigen Medium mit Eindringtiefen beschreiben.

Lieber Herr Gassner;

Sie haben es ja selbst schon zugegeben: Die Fluktuation auf der Kegelspitze des „Mexican Hat“ ist echt eine harte Nuss. Darf ich meine naive Verbildlichungsidee an dieser Stelle dem Urteil des Experten ausliefern?
Wenn ich es richtig verstanden habe, ist besagte Fluktuation in ein Energiefeld gebettet, das rund um ein virtuelles Teilchenpaar plötzlich und mit beliebiger Unwahrscheinlichkeit nach unten wegbricht. Somit befindet sich unsere Fluktuation von jetzt auf gleich nicht mehr im isotropen Flachland einer Gleichverteilung sondern einsam auf einem Energiegipfel von nicht infiniter aber gleichwohl sagenhafter Höhe. Soweit stimmt es doch...?
Nun sagen Sie, dass man sich den Mexikanerhut nicht im Raum vorstellen soll. Aber wo sonst kann sich so ein Feld ausbreiten?
Darf man sich die in den spannenden Bereich „abkühlende“ Umgebung so vorstellen, dass es sich dabei um das Treiben benachbarte Flutkuationen handelt, die normalerweise in ihrer statistischen Gesamtheit für ein gewisses Grundniveau von virtueller Energie sorgen? Die plötzlich (und halt extrem unwahrscheinlich) für einen winzigen Moment alle miteinander ausfallen?

Als eigenes Erklärbild stelle mir vor, in der Mitte eines Theaters mit 500 Zuschauern zu sitzen. Die Vorstellung hat noch nicht angefangen, alles redet mit den Nebenleuten, hier hustet einer, da schnaubt jemand ins Taschentuch, es wird in Handtaschen gekramt, gelacht und gegrüßt. Alles in allem liegt der ganze Laden auf konstanten und gleichverteilten 60 Dezibel bei der Lautstärke; ich selbst liege mit meinem 50-db-Geflüster noch da, wo mich – nach Ihrer schönen Formulierung - das Universum nicht ernst nimmt. Damit kann ich leben.
Aber jetzt kommt´s: Mit einer Wahrscheinlichkeit von eins zu 5x10 hoch Schießmichtot schweigt schlagartig der ganze Saal. Absolut gleichzeitig fällt niemandem mehr was ein, der Husten ist weg, keiner knarrt mit dem Sitz, es machen sogar alle eine synchrone Atempause. Totale Stille. Nur ich in der Mitte von Reihe 12 setze meine Rede fort und liege plötzlich um einen theoretisch unendlich hohen Faktor über der Umgebungslautstärke (tatsächlich unendlich natürlich nur bei Null db).
Gut, das erzeugt jetzt noch keinen Urknall im Saal, aber ist meine Vorstellung wenigstens bis hierhin richtig?

Herzlich Grüße und großer Applaus für ein tolles Projekt!

Ich habe hier noch eine Frage zu dem Thema. Könnten sich die Platten bei diesem geringen Abstand nicht durch Gravitation "anziehen", also durch eine Raumkrümmung gegenseitig beeinflussen? (Ähnlich also der Startfrage mit den Van-der-Waals-Kräften.)

Ja, tun sie auch. Die Kraft, mit der das geschieht, ist die Gravitationskraft, die die beiden Platten aufeinander ausüben. F= G x m1xm2 / r2. G ist hier die Gravitationskonstante.Relativistisch müssen wir das hier nicht rechnen. Die Beteiligten Massen sind dafür zu klein. Heraus kommt dabei eine sehr kleine Kraft. Viel kleiner, als die, die man gemessen hat. Daher kam man zu dem Schluss, dass die gemessene Kraft eine andere Ursache haben müsse. Die Hypothese mit den Quantenfluktuationen zwischen den Platten und außerhalb der Platten benötigt dabei am wenigsten zusätzliche Annahmen, wäre also die einfachste Erklärung des Effekts.
Viele Grüße
Thomas

Zu den Quantenfluktuationen habe ich noch eine Verständnisfrage. Muß man sich die Quantenfluktuation als Energiepaar mit positiver und negativer Energie wie eine Welle im Meer vorstellen (im Buch 3. Auflage S. 53) oder ist sie nur ein Energieberg, dessen Bilanz zur Zeit der Fluktuation nicht Null ist ?

Beim Energieberg wäre der falsche Nullpunkt im Mexican Hat eine solche Quantenfluktuation, dessen Energie durch den Phasenübergang nicht vollständig zurückgegeben wird. Damit ist die Energiebilanz positiv, also nicht ausgeglichen ?

Bei einem Energiepaar würde im Mexican Hat der negative Energieanteil zum falschen Nullpunkt fehlen. Wenn dieser nur nicht dargestellt ist, würde die Energiebilanz aufgehen. Daher neige ich zu dieser Variante.

Welche Version ist nun richtig ?

Nach meinem Verständins entsteht bei einer Quantenfluktuation zunächst positive Energie. Gemäß der Unschärfe Relation muss die Quantenfluktuation gemäß Delta_E * Delta_t < h_quer/2 wieder vergehen.

Bei der Urknall Hypothese gibt es die Idee, dass (bevor die Zeit Delta_t erreicht ist) ein Phasenübergang innerhalb der Quantenfluktuation so viel Energie freigesetzt hat, dass sich die Energiebilanz ausgeglichen hat und daher die Quantenfluktation nicht mehr verschwinden musste.

ClausS schrieb:

Bei der Urknall Hypothese gibt es die Idee, dass (bevor die Zeit Delta_t erreicht ist) ein Phasenübergang innerhalb der Quantenfluktuation so viel Energie freigesetzt hat, dass sich die Energiebilanz ausgeglichen hat und daher die Quantenfluktation nicht mehr verschwinden musste.

Wie kann die Energiebilanz nach einem Phasenübergang ausgeglichen sein ?
Nehmen wir einmal an, die Quantenfluktuation hat Wasserdampf erzeugt. Nach der Kondensation wird die geringere Energie des flüssigen Wassers zurückgegeben und die Kondensationsenergie bleibt zurück. Dann ist doch die Energiebilanz für die Quantenfluktuation nicht ausgeglichen.