Wie passen allgemeine Relativitätstheorie (ART) und Quantenmechanik (QM) zusammen?

FabsOtX schrieb:

Weil sie eben nicht Virtuell sind.


 

Sie sind nicht reell und das nennt man virtuell.

Dass Du den Unteschied nicht verstehst, wissen wir schon lange, das musst Du nicht immer wiederholen.

Ein reelles Teilchen ist eine Anregung des entsprechenden Teilchenfeldes, das das "vorgeschriebene" Quantum ℏ erfüllt.
Ein virtuelles Teilchen ist eine Anregung des entsprechenden Teilchenfeldes, das das Quantum ℏ nicht erreicht.
Es kann aber für eine Zeitspanne der Unbestimmtheit die erforderliche Anregung aufweisen.

Wandelt sich ein virtuelles Teilchen durch besondere Umstände  in ein reelles, also für länger als die Unbestimmtheit, dann bleibt ein Manko, das immer irgendwie ausgeglichen wird.

wiki:
Man kann sich den virtuellen Zustand eines Teilchens als einen kurzlebigen Zwischenzustand vorstellen, der während einer Wechselwirkung zweier Teilchen auftritt, die sich in „normalen“, also reellen Zuständen befinden. Das virtuelle Teilchen stellt als Austauschteilchen diese Wechselwirkung eigentlich erst her, ist im virtuellen Zustand nach außen aber niemals sichtbar.

Der wesentliche Unterschied zwischen den (real beobachtbaren) reellen Teilchen und den unbeobachtbaren virtuellen Teilchen ist, dass Energie E und Impuls p im virtuellen Zustand nicht die Energie-Impuls-Beziehung E² − p²c² = m²c⁴  erfüllen, wenn m die wohlbestimmte Masse desselben Teilchens in reellem Zustand ist. Man kann daher sagen, dass virtuelle Teilchen keine definierte Masse besitzen, im Fachjargon: „sie sind nicht auf die Massenschale limitiert“ (oder sie sind nicht „on-shell“). Beispielsweise überträgt das virtuelle Photon bei der elastischen Streuung zweier Elektronen, im Schwerpunktsystem betrachtet, nur Impuls, aber keine Energie.

Im folgenden Interview spricht Professor Neil Turok über die Vereinheitlichung von Quantenfeldern mit der Gravitation und stellt seine Kalkulationen zum Ursprung der primordialen Dichteschwankungen vor... hier anklicken

Professor Neil Turok (ab 1:13:13):

"Ich werde eine Formel durchsickern lassen, die ich nicht rechtfertigen werde. Aber diese Formel ist eine direkte Folge der Annahmen, die ich dargelegt habe. Darin heißt es, dass das Leistungsspektrum im frühen Universum, das ist dieses geschweifte P-Ding, als Funktion der Wellenlänge durch diese numerischen Faktoren gegeben ist, die nur eine Folge der Relativitätstheorie, der Quantenmechanik und der Quantenfeldtheorie sind."

Das gesamte Interview vom 25.06.2024...

Rethinking the Foundations of Physics: What is Unification? | Prof. Neil Turok

Professor Neil Turok :
"Das Universum zu verstehen bedeutet zu verstehen, dass die Gesetze der Quantenphysik und ihre Bühne, nämlich Raum und Zeit, eine Einheit sind. Die einheitlichen Gesetze der Physik lassen sich am besten verstehen, wenn wir uns das Universum ansehen. Das ist die maximale Datenmenge, die uns zur Verfügung steht. Das nicht zu tun und stattdessen Dinge über die Physik zu erfinden, die außerhalb des Universums liegen, ist irgendwie verrückt. Vielleicht nicht überraschend hat dies dazu geführt, dass sich die Menschen Sorgen über ein Multiversum machen. Und das ist genau der Weg, den die Stringtheorie gegangen ist. Ich habe das Gefühl, dass dieser Weg wahrscheinlich in eine Sackgasse führt. Was wir tun müssen ist dem, was wir tatsächlich im Universum sehen und beobachten, viel mehr Aufmerksamkeit zu schenken."
 

UN73 schrieb:

eine Formel durchsickern lassen,

Neff ist nicht 106 1/4 sondern
Neff = 28+90·7/8 = 106,75

Zudem schließt dies unbekannte Teilchen aus, wie sie für das Antimateriedefizit benötigt werden. Auch das Graviton ist nicht dabei.

Bei den anderen Werten bin ich mir nicht ganz sicher, welcher (außer αγ) genau gemeint ist.

Vielen Dank, Rainer. Vielleicht sende ich Prof. Neil Turok deine Anmerkungen bzgl. seiner Formel zu (sobald ich Zeit habe), mal schauen was er dazu sagt...

Als Fussnote auf seinem Formel-Dia schreibt Professor Neil Turok: "Detailliertere theoretische Berechnungen in Arbeit" (vielleicht steht ja eine entsprechende Publikation kurz bevor, sollte man im Auge behalten). 

UN73 schrieb:

Vielleicht sende ich Prof. Neil Turok deine Anmerkungen bzgl. seiner Formel zu (sobald ich Zeit habe), mal schauen was er dazu sagt...

Ich habe herausgefunden, denke ich, wie er zu rP comoving ≈ 1 mm kommt

1/a = z+1 = ⁴(ρP/ρr) = 5,764e+31
z·rP = 0,9316 mm
Tatsächlich wären da aber die veränderten Freiheitsgrade sowie die Annihilation zu berücksichtigen.
Die Annihilation der Positronen bewirkt zB eine Verlängerung des Skalenfaktors um ³(11/4)=1,4 für die Quarks habe ich das noch nicht berechnet.
Bei den Freiheitsgraden ergibt sich ein Faktor
³(Neff/2) = 3,76
wenn ich nicht irre.

Leider sagt mir weder cβ noch cf noch PR(λ) etwas. Das Powerspektrum habe ich noch nicht ganz verstanden, die Amplitude wird aber immer in Einheiten von K² gezeigt. Auch die Zahlen ("gemäß dem SM") in der Formel kann ich nicht nachvollziehen.
Und mit α₂ = αw und α₃ = αs komme ich zu einem negativen Wert, Wieso αγ = α° dominieren soll, ist unerklärlich. Die starke Kopplungskonstante dominiert natürlich alles.
 

Zum Verständnis für FabsOtX möchte ich noch folgendes ergänzen.

Der Begriff "virtuelle Teilchen" unterliegt prinzipiell 2 unterschiedlichen Begriffsdeutungen.

1. Die Beschreibung als VT die für die Erklärung fundamentaler Wechselwirkungen der Elementarteilchen benötigt wird.
de.wikipedia.org/wiki/Virtuelles_Teilchen

2. VT die Vakuumenergie betreffend, wenn die Vakuumenergie mittels quantenmechanischer Störungstheorie behandelt wird.
de.wikipedia.org/wiki/Vakuumfluktuation

3. Nochmals zu deinem Vergleich kl. Mechanik vs. QM.
In der QM geht der kl. Teilchenbegriff nur noch als Artefakt ein. In dem Sinne existieren in der QM keinerlei Teilchen mehr.
Das was btr. QM mit Teilchen gemeint ist, sind ausschliesslich als Wellenpakete zu denkende quantisierte Energieeinheiten,
Jegliche Vorstellung, es würde sich bzgl. QM in irgendeiner Weise um kl. Teilchen handeln ist falsch.

Beispiel:
Weder der Atomkern noch das Elektron sind als kl. Teilchen zu denken, wie im Modell von Rutherford zu sehen.
Hätte das Elektron auch nur annähernd kl. Teilcheneigenschaften würde es bei der Umkreisung des Atoms Energie (Photonen) abgeben, was natürlich nicht der Fall ist.

im Vergleich ein Wasserstoffatom (1 Elektron) mit einer Elektronenwolke 

Wobei der umgebende Ring nur eine Wahrscheinlichkeitsverteilung des Wellenpaketes des "Elektrons" wiedergibt, die die zentrale Wolke des Atoms umhüllt. Wären hier kl. Teilchen am Werk wäre das gesamte Konstrukt äusserst instabil, bzw. nie zur Existenz gekommen.

NG
Z.

Leider verstehe ich davon nichts, aber das wäre ja n Ding

Detecting single gravitons with quantum sensing

Rainer Raisch schrieb:

Leider sagt mir weder cβ noch cf noch PR(λ) etwas

Mit cf bezeichnet er den "red-tilt"
Dies habe ich nun gefunden, und es wird als "running spectral index" bezeichnet
d.ns/d.(ln.k)
wobei
ns =  0.9659 ± 0.0040
der spektrale Index ist, und
k₀ = 0,05/Mpc (pivot)
eine Kreiswellenzahl (Wellenvektor) bezeichnet, also letztlich die Wellenlänge bzw Frequenz angibt.
Planck 2018 VI Kapitel 7.2.1 oder arxiv.org/pdf/1807.06209
Der angegebene Wert beträgt allerdings nicht 0,041 ± 0.006, sondern - 0,0041 ± 0.0067

Das Powerspektrum
PR(k) = As(k/k₀)ⁿ
kommt hier auch vor mit
n = ns − 1 + (1/2)(d.ns/d.(ln.k)) ln(k/k₀)+(1/6)(d²ns/d.(ln.k)²)(ln.(k/k₀))²
As Krümmungsfluktuationsamplitude

Z.. schrieb:

.... Hätte das Elektron auch nur annähernd kl. Teilcheneigenschaften würde es bei der Umkreisung des Atoms Energie (Photonen) abgeben, was natürlich nicht der Fall ist.....

Könnte man so Annehmen, würde ich aber nicht tun. Das Elektron (als Teilchen) würde nur Photonen aus dem Feld schlagen, wenn es auf irgendeine Art beschleunigt wird. Solange es gleichmäßig auf seiner Bahn läuft, würden dadurch auch keine Photonen entstehen.

Rainer Raisch schrieb in Kommentar #5009:

Leider verstehe ich davon nichts, aber das wäre ja n Ding:
Detecting single gravitons with quantum sensing

Wir hatten ja bereits weiter oben über die kontrovers-diskutierte Fragestellung "Ist die Gravitation gequantelt oder nicht?" nachgedacht und auf aktuelle Experimente hingewiesen, die derzeit in Warwick, UK und an der Universität Wien (Aspelmeyer-Gruppe) durchgeführt werden, um dieser grundlegenden Frage näher zu kommen.  hier anklicken

Der von Rainer verlinkte Nature-Artikel vom 22. August 2024 klingt auf jeden Fall spannend und so wie ich das verstehe könnte diese neue Methode eventuell einen nicht für möglich gehaltenen ersten experimentellen Hinweis auf die Quantisierung der Gravitation liefern. Derzeit heißt es aber noch: Abwarten und Tee trinken bis (tatsächlich) erste experimentelle Daten vorliegen...

Anbei eine kurze zusammenfassende Inhaltsangabe zum Nature-Artikel auf Deutsch...

Quelle:  www.nature.com/articles/s41467-024-51420-8

FabsOtX schrieb:

auf irgendeine Art beschleunigt wird. Solange es gleichmäßig auf seiner Bahn läuft,

Deine Ahnungslosigkeit ist beeindruckend....

Was meinst Du denn, warum das Elektron nicht geradeaus läuft, sondern auf der Bahn bleibt?
Man nennt die die Zentripetalbeschleunigung, und "an Bord" spürt man dies als Zentrifugalkraft.

Hast Du noch nie von Synchrotronstrahlung gehört?

Rainer Raisch schrieb:

FabsOtX schrieb:

auf irgendeine Art beschleunigt wird. Solange es gleichmäßig auf seiner Bahn läuft,

Deine Ahnungslosigkeit ist beeindruckend....

Deine ist erschreckend.

Rainer Raisch schrieb:

Was meinst Du denn, warum das Elektron nicht geradeaus läuft, sondern auf der Bahn bleibt?
Man nennt die die Zentripetalbeschleunigung, und "an Bord" spürt man dies als Zentrifugalkraft.

Hast Du noch nie von Synchrotronstrahlung gehört?

Du möchtest mir jetzt hoffentlich nicht erzählen, dass im Inneren eines Atoms elektromagnetischen Kräfte wirken, oder wie kommst du auf Synchrotronstrahlung?

Wenn Elektronen durch ein Magnetfeld abgelenkt werden, ist diese Ablenkung nach der klassischen Mechanik eine Beschleunigung. Damit ist meine Aussage immer noch korrekt.

FabsOtX schrieb:

Wenn Elektronen durch ein Magnetfeld abgelenkt werden, ist diese Ablenkung nach der klassischen Mechanik eine Beschleunigung.

Genau darum ging es, dass in einem klassischen Orbit Strahlung erzeugt würde, was Du offensichtlich gleich mehrfach missverstanden hattest:
FabsOtX: solange es gleichmäßig auf seiner Bahn läuft,
Wie Z ausführte, läuft das Elektron auf KEINER Bahn, sondern bildet eine Wolke, WEIL es sonst strahlen würde.

Ach da liegt deine Lücke:

FabsOtX schrieb:

Du möchtest mir jetzt hoffentlich nicht erzählen, dass im Inneren eines Atoms elektromagnetischen Kräfte wirken, oder wie kommst du auf Synchrotronstrahlung?

Das Elektron wird im Bohrmodell von der elektrischen Anziehungskraft zum Atomkern auf der Bahn gehalten. Es ist vollkommen egal, welcher Art die Zentripetalkraft ist, um eine Beschleunigung zu bewirken.

Rainer Raisch schrieb:

Der angegebene Wert beträgt allerdings nicht 0,041 ± 0.006, sondern - 0,0041 ± 0.0067
 

ahja, da haben wir ja das Minus, was damit zusammenpasst, dass die starke Kopplungskonstante dominiert.

Und cf soll wohl cβ sein, ein Schreibfehler?
Mit seiner Rechnung komme ich aber nicht in die Nähe von 0,04 oder - 0,004, sondern ich lande bei -12

Jetzt habe ich die übliche Bezeichnung gefunden
αS = d.ns/d.(ln.(k/k₀)) = -0,004(7) running of the spectral index

Nur zu Info Rainer, habe deine Anmerkungen bzgl. Prof. Neil Turok's Formel weitergeleitet, mal schauen ob und was er dazu sagt...   

Prima Idee!



Z.

Oh aah, zufällig ein zweieinhalbstündiges Video entdeckt, das ich mir sofort ansehen musste und sehr gut hier reinpasst, insbesondere das einführende Gedankenexperiment: Was passiert, wenn man immer weiter alles in zwei Hälften schneidet und wie der wissenschaftliche Geschichtsbogen gespannt wird von Platon, Young, Descartes Newton über Neils Bohr, Max Planck und Einstein bis hin zu Louis de Broglie's Materiewellen, Erwin Schrödinger's Wellengleichung und Überlegungen zur Quantengravitation, einfach klasse. Es fühlt sich an, als würde man von einem weisen und alten Freund durch eine Geschichte geführt, in der man für einen kurzen Hauch von Zeit selbst ein teilnehmender Charakter sein darf. Dieses kostenlose YouTube-Video ist absolut sehenswert und von höchster Qualität und die deutsche Simultanübersetzung, die man einstellen kann, ist auch sehr gut.

Was ist die Wirklichkeit der Natur?

Kapitel mit Zeitstempel
00:00 Einführendes Gedankenexperiment: Was passiert, wenn man immer weiter alles in zwei Hälften schneidet?
04:48 Wie unsere Vorfahren die Welt mit ihren Sinnen wahrgenommen haben (Platon, Young, Descartes, Newton)
15:16 Der Stoff der Wirklichkeit (Raumzeit)
38:08 Die Bestandteile der Wirklichkeit (Das Atom)
57:08 Jenseits des Atoms - Neils Bohr, Max Planck, Louis de Broglie's Materiewellen & Erwin Schrödinger's Wellengleichung
1:08:06 Ist irgendetwas real? (Die Quantenwelt)
1:29:58 Was sind die Regeln der Realität? (Quantengravitation und darüber hinaus)
1:58:12 Bewusstsein
2:09:36 Wo die Wirklichkeit wohnt

UN73 schrieb:

2:09:36 Wo die Wirklichkeit wohnt

Spätestens ab ca 2:28:30 wurde die Expansion des Universums übersehen. Die Entropie nimmt immer zu, ganz unabhängig von der Statistik der Thermodynamik.

Rainer Raisch schrieb:

..... von der Statistik der Thermodynamik.

2 1/2 Stunden Englisch sind nichts für mich, deshalb habe ich es mir nicht angeschaut. Der Teil klingt aber sehr interessant.

Hi FabsOTX

habe mal versucht das Video von der KI simultan ist deutsche übersetzen zu lassen...
Leider ist es > 500 MB und somit nicht mehr kostenlos übersetzbar...

NG Z.