Willkommen, Gast
Benutzername: Passwort: Angemeldet bleiben:
  • Seite:
  • 1

THEMA:

Virtuelle Teilchen 12 Mai 2021 05:37 #84006

Diese Kategorie hört sich richtig an für meine Fragen.
Ich habe nichts gefunden, das mir weitergeholfen hätte meine Unsicherheiten zu beseitigen.
Darum frage ich jetzt direkt danach, für direkte Antworten.
Danke im Voraus!

Was ich zu wissen glaube:
Photonen können sich willkürlich in Elektron-Positron-Paare umwandeln und zurück.
Der Raum im Weltall brodelt energetisch auf der elektromagnetischen Ebene.
Energiespitzen, die einen bestimmten Wert überschreiten führen dazu, dass sich ein Partikel-Antipartikel-Paar bildet.
(Bitte korrigieren oder ergänzen wenn ich falsch liege.)

Wobei ich mir nicht sicher bin:
Es können durch diese Raumfluktuationen Photonenpaare entstehen, mit gegenteiliger Phase, die sich kurz danach auslöschen.
Es können durch diese Raumfluktuationen Elektron-Positron-Paare entstehen, die sich zu einem Photon neutralisieren. Daraus resultiert die Hintergrundstrahlung.
Ich begreife nicht, wie das mit den Photonenpaaren gehen soll. Photonen sind elektrisch neutral, die ziehen sich nicht gegenseitig an.
(Stimmt das? Sind weitere Paarbildungen im leeren Raum möglich? Wenn ja, wie und wo?)

Verwandtes:
Habe ich von einem YouTubeVideo: Kann ein Elektron sich tatsächlich in ein Photonenpaar kurzzeitig umwandeln und zurück?
Habe ich von einem YouTubeVideo: Es wurde beschrieben, dass sich durch die Umwandlung in ein Elektron-Positron-Paar zwei Photonen gegenseitig ablenken könnten.

Warum ich diese Dinge wissen möchte:
Weil Hawking Strahlung.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Virtuelle Teilchen 12 Mai 2021 07:11 #84009

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 4225
  • Dank erhalten: 498
Paarbildung und Annihilation hat nichts mit den Quantefluktuationen zu tun.

Quantenfluktuationen sind virtuelle Teilchen gemäß der Heisenbergschen Unbestimmtheitsrelation.
Bei der Paarbildung entstehen reale Teilchen aus realen Photonen, dabei entsteht immer ein normales Teilchen und ein gleichartiges Antiteilchen.
Bei der Annihilation entstehen reale Photonen aus realen Teilchenpaaren, hierfür ist immer ein normales Teilchen und ein gleichartiges Antiteilchen nötig.

Die Hintergrundstrahlung besteht aus realen Photonen.

Photonen können miteinander reagieren, der Wirkungsquerschnitt ist sehr gering, häufiger kann ein Photon ein Teilchen treffen und dabei ein Teilchenpaar bilden. Im frühen Universum war die Photonendichte so hoch, dass laufend Paarbildung bei der Kollision von zwei Photonen stattfand. Die Energie muss immer ausreichen und für den Impuls muss auch noch genug Energie vorhanden sein.

Daher endet die Paarbildung im frühen Universum, wenn die Energie der Photonen infolge der Expansion zu gering wird. Danach findet dann nur noch die Annihilation statt. Der Materieüberschuss ist noch nicht geklärt und wird auf eine Asymmetrie beim Zerfall der Antimaterie zurückgeführt.

Du sprichst die Feynman Diagramme an. Im Prinzip muss man davon ausgehen, dass dies so geschieht, denn ohne dies zu berücksichtigen, wären die Berechnungen ungenau. Diese Vorgänge ordnet man den virtuellen Teilchen zu, sie sind nicht sichtbar, man kann sie nicht messen, sondern nur ihre Auswirkung in den Diagrammen.

Hawkingstrahlung ist wieder etwas vollkommen anderes. Man kann sich diese als Tunneln vorstellen oder als die seltsame Verwandlung eines virtuellen Teilchens in ein reales Teilchen, gesponsert vom SL, aber vielleicht ist das ja auch die Erklärung fürs Tunneln.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Virtuelle Teilchen 12 Mai 2021 18:57 #84063

Es können durch diese Raumfluktuationen Elektron-Positron-Paare entstehen, die sich zu einem Photon neutralisieren. Daraus resultiert die Hintergrundstrahlung.

Nein, die Hintergrundstrahlung entsteht nicht durch zufällige Fluktuationen. Sie hat eine klar definierbare Quelle vor ca. 13,7 Mrd Jahren, sie ist das Abbild des sich damals gerade auflösenden Plasmanebels als das Universum durchsichtig wurde.
assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 05:02 #84097

Integration neuer Informationen und Layout-Anpassungen.
  • Informationen (Rainer Raisch):
    Format: Durchgehende Erklärung mit teils verlaufenden Inhaltsabgrenzungen.
    Informationsgehalt: Hoch.
    Interpretation: Moderate Fehleranfälligkeit.
  • Informationen (Merilix):
    Format: Antwort mit Zusatzinformationen über einen einzelnen Inhalt.
    Informationsgehalt: Niedrig.
    Interpretation: Sicher.
Danke für eure Antworten!


Was ich zu wissen glaube:
Real-Virtuell-Unterscheidung
  • Reale Teilchen sind real und außerhalb einer neutralisierenden Paarbeziehung.
  • Virtuelle Teilchen sind real und innerhalb einer neutralisierenden Paarbeziehung, die es unmöglich macht sie direkt nachzuweisen.
    Ihre Auswirkungen sind beobachtbar.
----
Quantenfluktuationen - Virtuelle Paarbildung und Annihilation
  • Der Raum im Weltall brodelt chaotisch mit geringer Energie.
    Energiespitzen, die einen bestimmten Wert überschreiten, können ein geladenes virtuelles Partikel-Antipartikel-Paar entstehen lassen.
    Die Annihilation hinterlässt in diesem Fall keine realen Teilchen da keine weitere Energie getragen wird,
    die zur Bildung eines Photons führen würde.
----
Reale Paarbildung und Annihilation
  • Es ist möglich, dass zwei reale Photonen miteinander kollidieren
    und bei ausreichender Energie sich in zwei virtuelle Elektron-Positron-Paare umwandeln und zurück.
    Die Ablenkung der Photonen folgt: Aufprallwinkel = Abprallwinkel.
  • Wenn ein reales geladenes Teilchen und ein reales geladenes Anti-Teilchen zusammentreffen werden die realen Teilchen vernichtet
    und ein reales Photon mit der Energie der überschüssigen Energie der Ausgangsteilchen wird abgegeben.
----
Kosmische Hintergrundstrahlung
  • Das Photonen-Echo des Universums, als sich der Plasmanebel weit genug abkühlte um Protonen den Einfang von Elektronen zu erlauben.
----
Hawking-Strahlung
  • Der Vorgang bei dem ein SL seine Energie durch das trennen von geladenen virtuellen Partikel-Antipartikel-Paaren verliert,
    nahe dem Schwarzschildradius.
    Verschwundene geladene Partikel werden vermutlich im inneren des SL miteinander reagieren und sich wegkürzen.
    Entkommene geladene Partikel werden beschleunigt und so mit Energie angereichert.
    Außerhalb des SL reagieren die entkommenden geladenen Partikel miteinander.
    Überschüssige Energie wird als Photon abgegeben.
----
Quantum Tunneling
  • Das Phänomen bei dem ein Teilchen sich trotz unzureichender Wellenamplitude durch ein Hindernis bewegen kann,
    das eine größere Höhe besitzt als die Amplitude des Teilchens.
----
(Wenn etwas falsch oder unvollständig ist, bitte den betroffenen Punkt korrigieren oder ergänzen.)


(Unbeantwortete) Fragen:
  • Habe ich von einem YouTubeVideo: Kann ein Elektron sich in ein Photonenpaar kurzzeitig umwandeln und zurück?
    Ich meine es ernst, es wurde so erklärt.
    Ein Elektron ist eine Nivea-Spitze im "Elektrischen Feld".
    Durch "Umstände" kann ein Elektron in das "Elektromagnetische Feld" wechseln, wobei es sich in ein virtuelles Photonenpaar umwandelt.
    Und zurück in ein Elektron wechselt, als wäre nichts gewesen.
  • Ein Photon hat eine "Mindestenergie" um zu existieren, richtig?
    Wenn ein reales geladenes Teilchen und ein reales geladenes Anti-Teilchen aufeinandertreffen,
    aber bei ihrer Annihilation die überschüssige Energie nicht ausreicht um ein Photon zu bilden... Was würde der unzureichenden Impulsenergie passieren?
    Oder ist die Minimum-Energie für ein Photon zu existieren die geringste mögliche (Bewegungs-)Energiemenge?
    Macht das Photonen zu "digitalen" Teilchen so zu sagen, da es keine Photonen mit weniger Energie in unendlichen Abstufungen davon geben kann, sprich "analog"?
    Also: keine Photonen zwischen den Werten 0 und 1. Nur Mehrfache von 1 sind möglich.
    Oder war es so gemeint, dass Photonen eine bestimmte Mindest-Energie benötigen um mit Elektronen interagieren zu können?
    Sind das dann interaktionslose (Dunkle) Photonen, da sie zu schwach sind um mit Elektronen interagieren zu können?

Warum ich diese Dinge wissen möchte:
  • Füllen von Wissenslücken.
  • Bereinigung von Fehlinterpretationen.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Websurfer1111.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 09:51 #84104

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 4225
  • Dank erhalten: 498
stimmt zum größten Teil, ein paar Ergänzungen-Korrekturen. Vorab:
Könnte es sein, dass Du Antimaterie mit negativer Energie verbindest? Dies wäre falsch. Animaterie wird allerdings gerne (Feynman) als Tachyon-Materie mit negativer Energie dargestellt. Dies entspricht jedoch Antimaterie mit positiver Energie.

Es ist möglich, dass zwei reale Photonen miteinander kollidieren
und bei ausreichender Energie sich in zwei virtuelle Elektron-Positron-Paare umwandeln und zurück.

Dies sind keine virtuellen Paare, diese sind real, sie können "leicht" getrennt werden, etwa durch ein em. Feld.

Wenn ein reales geladenes Teilchen und ein reales geladenes Anti-Teilchen zusammentreffen werden die realen Teilchen vernichtet
und ein reales Photon mit der Energie der überschüssigen Energie der Ausgangsteilchen wird abgegeben.

Da ist keine "überschüssige" Energie sondern es ist die Gesamtenerige. Und es müssen zwei Photonen entstehen, sonst funktioniert der Impulserhalt nicht.

Entkommene geladene Partikel werden beschleunigt und so mit Energie angereichert.
Außerhalb des SL reagieren die entkommenden geladenen Partikel miteinander.
Überschüssige Energie wird als Photon abgegeben.

Man geht an sich (auch) von Teilchenstrahlung aus. Die Ladung spielt dafür keine große Rolle, das SL ist so gut wie neutral geladen.
Entkommende Teilchen werden nicht beschleunigt sondern naturgemäß abgebremst. Die Gravitation ist der bestimmende Faktor.
Wenn es sich bei dem Teilchen um ein Photon handelte, dann wird es stattdessen rotverschoben (genau genommen verschiebt sich nicht die Frequenz sondern nur die Wellenlänge, die Energie ändert sich also nicht sondern nur ihr lokaler Messwert).
Ob es sich bei den Teilchen um Materie oder Antimaterie handelt, ist dabei egal. Wichtig und erklärungsbedürftig ist nur, wieso die Energie positiv und nicht negativ ist. Statistisch könnte man ja annehmen, dass ebensoviele Teilchen mit positiver wie mit negativer Energie entstehen und somit die Masse des SL unverändert bleibt.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 10:05 #84106

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 4225
  • Dank erhalten: 498

Kann ein Elektron sich in ein Photonenpaar kurzzeitig umwandeln und zurück?

Nein, das geht nicht, ich halte mich da an die Feynman Diagramme, die alle Möglichkeiten darstellen. Alle Erhaltungsgrößen müssen erhalten bleiben, und das sind ziemlich viele....

Ein Elektron kann allerdings ein Photon erzeugen, ohne jedoch selber zu verschwinden, es ändert nur seinen Impuls.

Ein Photon hat eine "Mindestenergie" um zu existieren, richtig?

Nein. Ein Photon ist lediglich ein diskretes Paket "Quantum", aber die möglichen Energien eines Photons sind nicht gequantelt. Die Rotverschiebung kannst Du endlos und stufenlos fortsetzen (nach bisheriger Erkenntnis). Das Maximum wird allerdings durch die Planckenergie EP=fP·h bzw Planckfrequenz fP=EP/h begrenzt, sonst ist es ein SL (rs=2LP), das allerdings fast sofort wieder als Hawkingstrahlung zerstrahlt. Die Energie des Photons ist somit immer relativ, vom Beobachter abhängig.

Generell spielt der impuls die größere Rolle bei derartigen Betrachtungen.
p¹ = m·v·γ = E/c-m·c = h·f/c-0 = h/λ
In der SRT wird er ohnehin zum invarianten Energie-Impuls-Vierervektor zusammengefasst.
c²m² = E²/c²-p²
mit
0 = h²f²/c²-h²/λ² für Photonen, das Photon hat nur Impulsenergie und ist somit vollständig relativ.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 10:24 #84110

Wenn es sich bei dem Teilchen um ein Photon handelte, dann wird es stattdessen rotverschoben (genau genommen verschiebt sich nicht die Frequenz sondern nur die Wellenlänge, die Energie ändert sich also nicht sondern nur ihr lokaler Messwert).

Der letzten Aussage möchte ich widersprechen.
Bekanntlich hängen Frequenz und Wellenlänge über \(\lambda=\frac c f\) zusammen wobei die Phasengeschwindigkeit c bei Photonen im Vakuum naturgemäß konstant ist.
Frequenz und Wellenlänge sind lediglich zwei verschiedene Angaben für ein und die selbe Größe.
assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Merilix.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 10:25 #84111

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 4225
  • Dank erhalten: 498

Frequenz und Wellenlänge sind lediglich zwei verschiedene Angaben für ein und die selbe Größe.

Im Potential hast Du
c' = σ·c°
und da f konstant bleibt, muss sich
λ' = σ·λ° ändern.
Die Energie
E = f·h bleibt konstant, ihr lokaler Messwert ändet sich jedoch
E' = E°/σ dies wäre die Blauverschiebung, und
E° = σ·E' ist die Rotverschiebung.
Dies liegt allerdings an der unterschiedlichen Messung der Frequenz, weil die Uhren anders ticken,
f' = f°/σ
die Wellenlänge wird nicht gemessen sondern (immer) aus c° berechnet, da c' lokal den Messwert c° hat
λ' = c°/f' = σ·c°/f° = σ·λ°
Dies stimmt mit der realen Wellenlänge im Potential überein.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 10:41 #84114

Rainer, was bitte ist an f=c/λ oder λ=c/f oder c=f/λ so schwer zu verstehen?
Wenn c eine Konstante ist sind λ und f direkt voneinander abhängig. Ändert sich das Eine dann ändert sich auch das Andere.
Du selbst schreibst 0 = h²f²/c²-h²/λ. Na dann lös die Gleichung doch mal nach f oder λ auf.

Deine Aussage nur die Wellenlänge ändere sich aber nicht die Frequenz ist einfach Unsinnig. Habe ich so auch noch von niemand anderem gehört oder gelesen.
assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 10:43 #84115

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 4225
  • Dank erhalten: 498

Deine Aussage nur die Wellenlänge ändere sich aber nicht die Frequenz ist einfach Unsinnig. Habe ich so auch noch von niemand anderem gehört oder gelesen.

Ich spreche von einem Vergleich an unterschiedlichen Orten, hier ist E ≠ E' nicht gleich. Da reicht die Gleichung der SRT nicht mehr, diese wird hier auch mangels Relativbewegung gar nicht benötigt.
schwierig? Die reale (Nullpotential) Energie E ändert sich zwar nicht aber der lokale Messwert E' ändert sich, klar?

Ich vergleiche ja auch f=f° mit dem Messwert f'>f° und nicht das in Wahrheit unveränderte f° allerorten.

Da aber c° im Potential real zu c' wird und lediglich lokal mit dem Messwert c° gemessen wird, ändert sich die Wellenlänge λ° ebenso real zu λ', worüber sich sogar alle Beteiligte einig sind. (siehe obiger Post)

Ja es ist verblüffend, die gravitative Zeitdilatation bewirkt real eine Änderung der Wellenlänge λ'<λ°, die lediglich aussieht (Messwert) wie eine Änderung der Frequenz f'>f.

Derselbe (insoweit) Effekt wie bei der Expansion übrigens, Rotverschiebung durch Dehnung λ'=λ°/a, dort allerdings ohne Änderung der Lichtgeschwindigkeit, .... auf den lokalen Raum bezogen..... daher in diesem Fall zusätzlich mit Frequenzänderung verbunden. Hier erscheint (Messwert) c in der Ferne lediglich durch den Hubbleflow verlangsamt. c' = c-v.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 11:20 #84117

Ja es ist verblüffen, die Zeitdilatation bewirkt real eine Änderung der Wellenlänge, die lediglich aussieht wie eine Änderung der Frequenz.

Genau. Ein Ereignis das statt drei Wochen vier andauert sieht nur so aus als ändere sich die Frequenz^^....
Sorry, aber das IST eine Änderung der Frequenz durch die Rotverschiebung!
Ebenso sieht es für den Beobachter nur so aus als ändere sich die Wellenlänge.

Beides, Frequenz wie Wellenlänge bleiben für einen Beobachter an der Quelle unverändert.
Und beides, Wellenlänge wie Frequenz ändert sich für einen entfernten Beobachter entsprechend den Umständen denen die Strahlung unterwegs ausgesetzt war. Die Frequenzänderung (Einheit 1/Zeit) spiegelt die Zeitdilatation wieder.

Ich glaube du würfelst da die Betrachtung aus verschiedenen Bezugssystemen etwas durcheinander.

Ich vergleiche ja auch f mit dem Messwert f' und nicht das in Wahrheit unveränderte f allerorten.

Diese Verwendung des Wortes "Wahrheit" trägt ja fast schon religiöse Züge.
assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Virtuelle Teilchen 13 Mai 2021 11:24 #84118

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 4225
  • Dank erhalten: 498

Diese Verwendung des Wortes "Wahrheit" trägt ja fast schon religiöse Züge.

Ich habe dies gerade oben ergänzt, damit ist der Koordinatenbeobachter also im Nullpotential gemeint. Das ist die allgemeine Konvention mit Φ=0.

Bindungsenergie ist immer negativ, verloren gegangene potentielle Energie, daher ist immer Φ ≤ 0c². Natürlich betrachtet man zB alle Teilchen auf dieser Basis von außen und nicht "lokal" gemessen. Aus der Nähe müssen die Werte dann zu laufen beginnen, das sollte eigentlich jedem klar sein.

Du kannst gleichnamige el.Ladungen zusammenpacken, dann ist das Potential positiv, du bekommst Ladungsmasse bzw Selbstenergie auch als Feldenergie gedeutet. Hieraus berechnet sich der klassische Radius
re = e²kC/c²me
des Elektrons basierend auf 50% Ruhemasse und 50% Ladungsmasse, bei geringerem Radius ist das Elektron überladen "Reißner-Nordström-Repulsion", dies beginnt bereits beim klassischen Radius re. Bei einem Radius von weniger als dem der Ladung entsprechenden
rq = 2re = e²kC/2c²me
müßte die Ruhemasse schon negativ sein, um in Summe die gemessene Masse me zu ergeben.
EQ = -Q²kC/2r
me²c²+EQ < 0 für 2r < rq

In diversen Zusammenhängen variieren die Konventionen natürlich, sicher wird man bei einem Pumpspeicherwerk immer nur von positiver potentieller Energie reden.....leider auch bei Kernspaltung und Fusion, man will halt keine negative Energie erwirtschaften ..... aber selbst in der Chemie ist der Energieüberschuss einer Reaktion immer negativ, denn er wird entnommen. Rechts in der Gleichung taucht er dann als Endprodukt natürlich mit positivem Vorzeichen auf.

Die Diskussion zu diesen Konventionen hatten wir schon rauf und runter, die Entfernung wird größer wenn man weiter weg misst, g muss eigentlich negativ sein, vor allem weil nur Abstoßung a positiv ist:
(+)·(+) = (-)·(-) = (+) Abstoßung
(+)·(-) = (i)·(i) = (-) Anziehung
Daher hat bei mir Masse eine imaginäre Ladung. Tatsächlich taucht in den Vierervektoren die Energie in der Komponente t bzw ° auf und erhält somit im Betragsquadrat das Minusvorzeichen. (in der üblichen (-+++)-Konvention mit ds²>0 für raumartige Fälle zB Gleichzeitigkeit). Vor Einstein war es sowieso üblich die Zeit (wenn überhaupt, dann) als imaginäre Dimension zu behandeln.

PS:
Das passt auch für "negative Materie" (wenn es sie gäbe)
(i)·(-i) = (+) Abstoßung
(-i)·(-i) = (-) Anziehung
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Virtuelle Teilchen 08 Jul 2021 17:47 #87635

stimmt zum größten Teil, ein paar Ergänzungen-Korrekturen. Vorab:
Könnte es sein, dass Du Antimaterie mit negativer Energie verbindest? Dies wäre falsch. Animaterie wird allerdings gerne (Feynman) als Tachyon-Materie mit negativer Energie dargestellt. Dies entspricht jedoch Antimaterie mit positiver Energie.


Nein.
"Negative Energie" kenne ich nur aus Pseudowissenschaften und Verschwörungstheorien.
Meines Wissenstandes nach gibt es keine negative Energie, nur negative Elementarladung, neben der positiven Elementarladung.
Nach dem Energie lediglich das Potenzial zur Bewältigung von "Arbeit" beschreibt... müsste Anti-Energie die Rückgängig-Machung von "Arbeit" sein.
Anti-Zeit?...

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Virtuelle Teilchen 09 Jul 2021 01:03 #87673

New Definition Preview
Real-Virtuell-Unterscheidung
  • "Reale Teilchen" sind real und außerhalb einer neutralisierenden Paarbeziehung.
    Reale Teilchen sind typischerweise träger von zusätzlichen Energien wie eines Bewegungsimpulses.
  • "Virtuelle Teilchen" sind real und innerhalb einer neutralisierenden Paarbeziehung,
    die von extrem kurzer Lebensdauer ist und normalerweise Restlos abläuft.
    Durch ausreichend starke äußere Einflüsse können Virtuelle Teilchen-Paare getrennt werden. Das Resultat sind unabhängige Reale Teilchen.
    Die Anwesenheit von Virtuellen Teilchen ist durch ihre Auswirkungen beobachtbar, als Vacuum-Druck unter Anderem.

Es ist möglich, dass zwei reale Photonen miteinander kollidieren
und bei ausreichender Energie sich in zwei virtuelle Elektron-Positron-Paare umwandeln und zurück.

Dies sind keine virtuellen Paare, diese sind real, sie können "leicht" getrennt werden, etwa durch ein em. Feld.

DEFINITION COLLISION ERROR: "Virtuell" trägt in diesem Kontext nicht die Bedeutung von "Unecht".
Alle virtuellen Teilchenpaare können unter genügend großem Aufwand aufgebrochen werden und zu realen Teilchen konvertiert werden.
Die Konvertierung in reale Teilchen kann jedoch so nie statt finden, da die virtuellen Teilchen nie unreal zu Begin waren.
"Virtuell" ist hier ein Kunstbegriff um zu beschreiben, dass diese Teilchenpaare genauso gut nie existiert haben, weil sie so kurzlebig sind.
Und dass ihre Effekte zum größten Teil vernachlässigbar sind.
Die Möglichkeit ein Teilchenpaar aufzutrennen ist kein ausreichendes Unterscheidungsmerkmal um zwischen Real und Virtuell zu unterscheiden.

New Definition Preview
Reale Paarbildung und Annihilation
  • Es ist möglich, dass zwei reale Photonen miteinander kollidieren
    und bei ausreichender Energie sich in zwei virtuelle Elektron-Positron-Paare umwandeln und zurück.
    Die Ablenkung der Photonen folgt: Aufprallwinkel = Abprallwinkel.
  • Wenn ein reales geladenes Teilchen und ein reales geladenes Anti-Teilchen zusammentreffen werden die realen Teilchen vernichtet
    und zwei reale Photonen mit dem Energiewert der jeweiligen Impuls-Energie der realen Ausgangsteilchen werden abgegeben.

Wenn ein reales geladenes Teilchen und ein reales geladenes Anti-Teilchen zusammentreffen werden die realen Teilchen vernichtet
und ein reales Photon mit der Energie der überschüssigen Energie der Ausgangsteilchen wird abgegeben.

Da ist keine "überschüssige" Energie sondern es ist die Gesamtenerige. Und es müssen zwei Photonen entstehen, sonst funktioniert der Impulserhalt nicht.

DEFINITION COLLISION ERROR: Teilchenpaare vernichten einander restlos. Die Energie, die nun in den Photonen gespeichert ist,
kann nicht die Energie enthalten die für die Existenz des Ausgangteilchens und des Anti-Teilchens in Verwendung war,
welche zuvor die nun in den Photonen gespeicherte Impuls-Energie trugen.
Anderen Falles würden Virtuelle Teilchenpaare bei ihrer Vernichtung ebenfalls Photonen abgeben müssen. Tun sie aber nicht.
Ansonsten würde der Raum selbst durch Photonen-Generation Energie verlieren.

New Definition Preview
Hawking-Strahlung
  • Der Vorgang bei dem ein SL seine Energie durch das trennen von virtuellen Teilchenpaaren verliert, nahe dem Schwarzschildradius.
    Geladene Teilchen die in das SL fallen reagieren miteinander im inneren oder mit dem Kern und kürzen sich weg. Übrig bleiben Photonen im Kern(?).
    Geladene Teilchen die dem SL entkommen konnten werden durch die Verwirbelung des Raumes,
    die durch die Rotation und der starken Schwerkraft des SL hervorgerufen wird, mit Impuls-Energie angereichert.
    Quantenverschränkung kann ebenfalls ein Faktor sein der Energie aus dem Inneren transportiert.
    Außerhalb des SL können beschleunigte geladenen Teilchen unter Umständen miteinander reagieren. Die Impuls-Energie wird als Photonen abgegeben.

Entkommene geladene Partikel werden beschleunigt und so mit Energie angereichert.
Außerhalb des SL reagieren die entkommenden geladenen Partikel miteinander.
Überschüssige Energie wird als Photon abgegeben.

Man geht an sich (auch) von Teilchenstrahlung aus. Die Ladung spielt dafür keine große Rolle, das SL ist so gut wie neutral geladen.
Entkommende Teilchen werden nicht beschleunigt sondern naturgemäß abgebremst. Die Gravitation ist der bestimmende Faktor.
Wenn es sich bei dem Teilchen um ein Photon handelte, dann wird es stattdessen rotverschoben (genau genommen verschiebt sich nicht die Frequenz
sondern nur die Wellenlänge, die Energie ändert sich also nicht sondern nur ihr lokaler Messwert).
Ob es sich bei den Teilchen um Materie oder Antimaterie handelt, ist dabei egal. Wichtig und erklärungsbedürftig ist nur, wieso die Energie positiv
und nicht negativ ist. Statistisch könnte man ja annehmen, dass ebensoviele Teilchen mit positiver wie mit negativer Energie entstehen und
somit die Masse des SL unverändert bleibt.


Die entkommenden Teilchen müssen nicht zwangsläufig mit einander Reagieren. Teilchenstrahlung ist möglich.
Irgendwo habe ich gehört, dass SL auch ein Magnetfeld besitzen können sollen.
Natürliche SL erzeugen eine Raumverwirbelung um sich durch die Photonen, oder Gezeitenkräfte durch die Teilchen, an Energie gewinnen könnten,
auf kosten des SL.
Ich glaube nicht, dass die Teilchenstrahlung dazu in der Lage ist nennenswert weit vom SL weg zu kommen,
bevor ein Teilchen und ein Antiteilchen miteinander reagieren,
und ein Photon abfeuern, das die Impuls-Energie vom SL weg trägt. Beziehungsweise ebenfalls hinein fallen,
was den Verdampfungsprozess verlangsamt.

NEW CONTENT ENCOUNTER AND COMPARISON: Wellenlänge ungleich Periodendauer.
Wellenlänge = Ausbreitungsgeschwindigkeit/Frequenz
Periodendauer = 1/Frequenz
Wellenlänge beschreibt die Strecke pro Schwingungszyklus, bevor sich das Muster wiederholt. [ m ]
Periodendauer beschreibt die Zeit pro Schwingungszyklus, bevor sich das Muster wiederholt. [ s ]
Frequenz beschreibt die Anzahl an Schwingungszyklen pro Zeit. [ 1/s ]
Ausbreitungsgeschwindigkeit / Phasengeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit mit der ein Zykluspunkt
zur Position des vorhergehenden gleichen Zykluspunktes räumlich wandert. [ m/s ]

DEFINITION COLLISION ERROR: Die Lichtgeschwindigkeit muss gleich bleiben. Dem zufolge verändert sich die Wellenlänge des Photons beim
verlassen des zeitlich verlangsamten Raumes um das SL, und beim Eintritt in den vergleichsweise zeitlich beschleunigten Raumes fern vom SL.
Diese Veränderung verlangt eine entsprechende Anpassung der Frequenz, abhängig von der Beobachterposition.
Ein Beobachter innerhalb des Ereignishorizontes wird eine Blauverschiebung der Außenwelt erfahren.
Ein Beobachter außerhalb des Ereignishorizontes wird eine Rotverschiebung hineinfallender Materie erfahren.
Die Amplitude der elektromagnetischen Welle bleibt unberührt von dieser Veränderung und unterliegt einem anderen Gesetz.

DEFINITION COLLISION ERROR: Es gibt keine negative Energie. Nur Elementarladungen können negativ oder positiv sein.
Die Elementarteilchen und Anti-Elementarteilchen die entkommen können tragen Energie fort.
Die Teilchen die hineinstürzen löschen entweder einander aus und hinterlassen ein Photon das zum Kern des SL wandert,
oder treffen auf den Kern des SL und reagieren dort mit einem entgegengesetzten Teilchen und hinterlassen ein Photon.


So weit mein Verständnis. Mit den Formeln habe ich nicht wirklich etwas anfangen können, ich kenne manche verwendeten Buchstaben
nicht auswendig und was sie bedeuten und muss noch nachschauen... But it's 3 in the morning...

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Virtuelle Teilchen 09 Jul 2021 09:08 #87688

  • Rainer Raisch
  • Rainer Raischs Avatar
  • Offline
  • Forum Elite Mitglied
  • Forum Elite Mitglied
  • Eine Formel sagt mehr als 100 Bilder.
  • Beiträge: 4225
  • Dank erhalten: 498
Ich bin mir bei Deinen Formulierungen nicht ganz sicher, jedenfalls ist es wie folgt:

1) Paarbildung:
Treffen zwei Photonen zusammen und bilden ein Teilchenpaar, dann ist dieses real und zerstrahlt in aller Regel nicht sofort wieder, weil sich die beiden Teilchen mit entgegengesetztem Impuls voneinander entfernen. Für eine sofortige Annihilation wie in den Feynmandiagrammen muss die Energie der beiden Photonen sehr exakt mit der Energie der beiden Teilchen übereinstimmen, damit diese keinen ausreichenden Impuls haben, um sich voneinander zu trennen.

2) Annihilation:
Wenn ein Teilchenpaar annihiliert, wird seine Energie in zwei Photonen verwandelt, daran gibt es gar keinen Zweifel.

3) Bei virtuellen Teilchen wird diese frei werdende Energie nach herkömmlicher Interpretation sofort vom Vakuum als Rückzahlung verschluckt. Ich interpretiere es lieber so, dass die virtuellen Teilchen von Anfang an gar keine Energie tragen sondern sich nur ähnlich wie reale Teilchen verhalten. Wie die Vakuumenergie entsteht, ist so oder so unerklärbar. Übrigens spricht gegen die Entstehung von Teilchen ohnehin, dass das Vakuum keine Teilchen sondern nur ein räumliches Pulsieren darstellt. Dies kann man dem spezifischen Druck w=-1 anstatt wie bei Teilchen w=1/3 entnehmen.

4) Zusätzlich sind die Eichbosonen bekannt, die einzelne ebenfalls virtuelle Telchen sind und keine Energie übertragen. Sie entstehen an der Quelle und verschwinden beim Beobachter ohne Effekt außer Übertragung der Information. Beim Photon (und ggf Graviton) kann man sich dies noch als Welle ohne Frequenz vorstellen (1 Node). Bei Gluon und W-Boson mag dies anders sein.

5) Wie dies bei der Hawkingstrahlung funktionieren könnte, haben wir bereits viel herumgerätselt, ich habe da kein wasserfestes Konzept. Letztlich ist es ähnlich wie bei der Unruhstrahlung, die durch die Beschleunigung eines Teilchens entsteht. Dafür ist erforderlich, dass etwas der Gravitation widersteht, also vom SL weg beschleunigt wird, um hier entsprechende Strahlung entstehen zu lassen. Das witzige an der Unruhstrahlung ist allerdings, dass sie von der Masse des Objektes unabhängig ist, im Prinzip also gar kein Teilchen erfoderlich wäre. Genau genommen kann man das SL selbst als Beobachter ansehen, das rundherum eine Beschleunigung (g bei rs nennt man κ)
κ = M·G/rs²
erzeugt und beobachtet. Die Hawkingstrahlung ist dann exakt die gleiche wie die Unruhstrahlung. Da sich das SL nicht bewegt, ist diese Strahlung auch für den bookkeeper im Nullpotential sichtbar.
TUn = a·Ta
THa = κ·Ta = TsM/M = Tsr/rs
Ta = ℏ/(2π·c·kB) = e²kC/(c²α°kB) = 4,055e-21 s²K/m
TsM = 1,22690067e+23 kg·K
Tsr = 0,00018222322028 K·m

Die Unruhstrahlung setzt keinen wirklichen Energietransport voraus, sie beruht allein auf der Beschleunigung Δv/t eines Beobachters und nicht auf der Masse, Kraft oder eingesetzten Energie. Die Interpretation der Unruhstrahlung läuft allerdings auch darauf hinaus, dass sie aus der Energie des beschleunigten Teilchens stammt, das wäre nach Hawking dann das SL, oder sein rs wenn man so will.

Anmerkung:
Die BB-Temperatur des Universums wäre demnach
Tsr/rH = 1,3275e-30 K
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Letzte Änderung: von Rainer Raisch.
  • Seite:
  • 1

logo

Große Zellgasse 79
85049 Ingolstadt