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Werden wir eines Tages mit Antimaterie-Raumschiffen zu den Sternen fliegen?

Am Large Hadron Collider (LHC) des Cern in Genf wurde mit großer Wahrscheinlichkeit das Higgs-Boson, das sogenannte Gottesteilchen gefunden. Doch die Frage ist, ob es jenes Teilchen ist, welches vom Standardmodell der Teilchenphysik vorausgesagt wurde. Demnach besitzt jedes Teilchen ein dazugehörendes Antiteilchen. Welche Auswirkungen könnte die Bestätigung des Fundes in der Praxis haben? Werden wir eines Tages mit Antimaterie-Raumschiffen zu den Sternen fliegen?
  1. #10

    Fragen über Fragen

    Zitat von sysop Beitrag anzeigen
    Am Large Hadron Collider (LHC) des Cern in Genf wurde mit großer Wahrscheinlichkeit das Higgs-Boson, das sogenannte Gottesteilchen gefunden.
    Der interessierte Laie wird nur abgespeist, mit Analogien und Metaphern.
    Aus was besteht dieses Higgs-Feld, bzw. was sind die Leute auf der Cocktailparty?
    Das ganze wird irgendwie rudimentär vermittelt, dafür dass Milliarden ausgegeben wurden.
    Wie im Mittelalter, ist die breite Bevölkerung zu doof und muss jeden Scharrn glauben.

    Lässt sich Materie- und Anti-Materie auch verschränken?
    Geht das auch Partikelübergreifend?
    Also, kann man vom Spin einen Elektrons den Zustand von Ionen oder ganze Katzen abhängig machen?

    Oder aufs gleiche Teilchen bezogen, lässt sich der Teilchen-Spin auf dessen Position anwenden? Hatte mal etwas über Stern-Gerlach gelesen. Irgendwie müssen ja alle Eigenschaften zusammenhängen,
    denn warum sollten Eigenschaften disjunkt, also unabhängig, sein?

    Für unabhängige Konzepte, müsste die Natur "mehrere" kreative Prozesse getätigt haben. Dabei ist mir schon einer zuviel.
  2. #11

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Der interessierte Laie wird nur abgespeist, mit Analogien und Metaphern.
    Aus was besteht dieses Higgs-Feld.
    Es ist einfach ein Feld, das den Raum erfüllt und in einem Raumpunkt eine Feldstärke hat. Das elektromagnetische Feld ist ein Beispiel dafür und seine Feldstärke ist die elektrische und magnetische Kraft. Man könnte sagen, ein Feld ist Raum in einem bestimmten Zustand. Aber ob das so stimmt und was sich wirklich dahinter verbirgt, wissen wird nicht.

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    bzw. was sind die Leute auf der Cocktailparty?
    Das ist nur eine Veranschaulichung. Die genaueste allgemeinverständliche Darstellung, die ich kenne, ist im Buch "Jenseits der Nanowelt" von Dosch. Es geht um Quantenfelder unter spontaner Symmetriebrechung, d.h. das Feld ist im Vakuum (Feldenergie = 0) nicht mehr im Grundzustand. Das bedingt die Existenz von sog. Goldstone-Bosonen. Solche Bosonen wurden aber nie beobachtet (das Teilchen im LHC könnte aber ein Goldstone-Boson sein!). Man kann nun Felder konstruieren, die eine nicht verschwindende Vakuumfeldstärke haben. Ein solches Feld hat, wenn es den Raum erfüllt, überall einen Effekt. Eines davon ist das Higgsfeld. Durch die WW eines Quantenfeldes mit diesen Feldern, erhalten dessen Bosonen einen Masseterrm, die Goldstone-Bosonen verschwinden und ein weiteres Boson bleibt übrig, das Higgs-Boson. Das alles auf einen Schlag, ein mathematisches Wunder, wie Dosch sagt.

    Wendet man diesen Mechanismus auf die schwache WW an, so erhalten deren Bosonen (W+, W-, Z) eine Masse. Die schwache WW ist somit im Rahmen des Standardmodells formulierbar.

    Leider lässt Higgs wichtigen Fragen offen, wie die Sensitivität der Masse ggüb. Beschleunigung. Masse äußert sich eben nicht einfach bei Bewegung, sondern bei beschleunigter Bewegung. In dieser Hinsicht ist das Bild mit der Cocktailparty oder dem Sirup also falsch! Higgs erklärt auch nicht die Massengrößen.

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Lässt sich Materie- und Anti-Materie auch verschränken?
    Klar, z.B bei der Paarerzeugung, also Teilchen und Antiteilchen materialisieren aus Energie, sind beide Teilchen verschränkt.

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Also, kann man vom Spin einen Elektrons den Zustand von Ionen oder ganze Katzen abhängig machen?
    Ja, mit geeigneter Anordnung.
  3. #12

    Exponentieller Fortschritt

    Wenn der medizinische Durchbruch, der enorm die Lebenserwartung erhöht, zu erwarten ist und jeder daran teilhaben darf, dann muss man wegen der kommenden Überbevölkerung sich um ein Ausbreiten im All Gedanken machen.
  4. #13

    Sie meinen asymptotischen Fortschritt

    Zitat von rumsfallera Beitrag anzeigen
    Wenn der medizinische Durchbruch, der enorm die Lebenserwartung erhöht, zu erwarten ist und jeder daran teilhaben darf, dann muss man wegen der kommenden Überbevölkerung sich um ein Ausbreiten im All Gedanken machen.
    Denke nicht, dass alle an den Segnungen dieser Medizin teilhaben werden.
  5. #14

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Lässt sich Materie- und Anti-Materie auch verschränken?
    Noch was dazu. Die Antimaterie umgibt die Aura des Geheimnisvollen, was m.E. viel mit dem Wort "Antimaterie" zu tun hat, als ob das ein ganz anderer Stoff wäre. Das ist die Antimaterie aber nicht. Ihre Masse ist die gleiche, es gibt keine Antimasse, die Energie ist positiv, der Spin ist der gleiche, die Naturgesetze sind die gleichen. Der Unterschied sind die inversen Ladungen. Ein Positron hat die negative elektrische Ladung des Elektrons, ein Antiquark hat die negative elektrische Ladung und negative Farbladung des zugehörigen Quarks. Da es keine Antimasse gibt, gibt es auch keine Antigravitation (zumindest nicht von Masse her rührend, von Energie schon, die kann negativ sein). Das ist alles.

    Die Existenz der Antiteilchen ist auch ziemlich zwingend, denn wie sollte sonst Materie entstehen können? Die Materie musste ja erst aus der Energie des Urknalls kondensieren. Ein geladenes Teilchen kann aber alleine nicht entstehen, da sonst Ladungserhaltungssätze verletzt wären. Also geht es nur zusammen mit einem Teilchen mit inversen Ladungen. Umgekehrt können sich Teilchen und Antiteilchen gegenseitig vernichten zu Energie, da Erhaltungssätze das nicht verbieten. Das tun sie dann auch konsequenterweise. Teilchen geben ihre Masse immer ab, wenn es irgendwie geht, komplett bei Annihilation und teilweise bei Zerfällen.

    So geheimnisvoll ist Antimaterie also im Grunde genommen nicht. Rätselhaft ist allerdings bis heute, warum sich aus der Ursuppe des Urknalls eine so riesige Akkumulation normaler Materie bilden konnte. Die heute bekannten Naturgesetze geben das nicht her.
  6. #15

    Mal sehen, was die Zukunft bringt

    Zitat von worlorn Beitrag anzeigen
    So geheimnisvoll ist Antimaterie also im Grunde genommen nicht. Rätselhaft ist allerdings bis heute, warum sich aus der Ursuppe des Urknalls eine so riesige Akkumulation normaler Materie bilden konnte. Die heute bekannten Naturgesetze geben das nicht her.
    Rätselhaft ist, wo die Energie des Urknalls herkam, wenn Antimaterie ebenfalls positive Masse hat.
    Gemäß dE * dt >=h/4PI hätte das nur ein kurzer Spaß werden dürfen.
    Vielleicht ist ja die Zeit rekursiv?
    Eine Funktion ihrer selbst t_n(t_n-1)?
    Also, dass sich die Zeit mit der Zeit ändert.
    Dass zum Beispiel früher die Zeit schneller verging.

    Hab mal etwas von der Stückelberg-Interpretation gelesen, wonach Antimaterie sich in der Zeit rückwärts bewegt.
    Vielleicht kann man das durch Kernspin-Untersuchungen herausfinden.

    So wie sich das für mich darstellt, wird man Antimaterie nicht in größeren Mengen herstellen können. Außer es gelingt, Energie effizient in Antimaterie umzuwandeln, ohne gleichzeitig Materiepartikel zu erzeugen.
    Dann würde bei der Zerstrahlung die doppelte Energie frei, wie bei der Herstellung = Kettenreaktion.
    Oder man verwendet Bussardkollektoren.
    Letztes Jahr hatte ich einen Artikel gelesen, wonach das Erdmagnetfeld Antimaterie-Teilchen einsammelt.
  7. #16

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Rätselhaft ist, wo die Energie des Urknalls herkam, wenn Antimaterie ebenfalls positive Masse hat.
    Gemäß der Inflationären Expansionstheorie (heute Bestandteil des kosmologischen Standardmodells) stammt sie aus der inflationären Phase. Dort herrschte das Falsche Vakuum, was durch den in ihm herrschenden negativen Druck auseinander getrieben wurde. Negativer Druck entspricht einer negativen Energiedichte, was gemäß der ART eine abstoßende Gravitationswirkung hervorruft. Da keine Energie aus dem Nichts entsteht, muss im Falschen Vakuum im Gegenzug positive Energie entstanden sein, d.h. es hat sich bei der Ausdehnung extrem aufgeheizt. Das Falsche Vakuum zerfiel dann zum normalen Vakuum (Tunnel-Effekt) und das All bekam die Energie als "Mitgift". Aber wo ist die negative Energie geblieben? Antwort: Sie steckt in den Gravitationsfeldern. Tatsächlich ist die Energie eines Gravitationsfeldes negativ und für eine Masse betragsmäßig exakt gleich dem Energieäquivalent der Masse. Die Gesamtenergie des Universums kann somit null sein!

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Hab mal etwas von der Stückelberg-Interpretation gelesen, wonach Antimaterie sich in der Zeit rückwärts bewegt.
    Glaube ich nicht, Antiteilchen sind ja nichts so Besonderes, sie tragen nur die inversen Ladungen. In den Feynman-Diagramme kann man ein Teilchen ersetzen durch sein Antiteilchen, das sich in der Zeit rückwärts bewegt. Die Wirkung ist exakt die gleiche. Allerdings betrachtet man die Feynman-Diagramme nur als ein rechnerisches Hilfsmittel und nicht als reale Physik.

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    So wie sich das für mich darstellt, wird man Antimaterie nicht in größeren Mengen herstellen können. Außer es gelingt, Energie effizient in Antimaterie umzuwandeln, ohne gleichzeitig Materiepartikel zu erzeugen.
    Das verbieten die Ladungserhaltungssätze.
  8. #17

    Where no American has gone before!

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Vielleicht ist ja die Zeit rekursiv?
    Eine Funktion ihrer selbst t_n(t_n-1)?
    Also, dass sich die Zeit mit der Zeit ändert.
    Dass zum Beispiel früher die Zeit schneller verging.
    Es gibt viele Prozesse in der Natur, wo ein Status vom Vorgängerstatus abhängt.
    Gequantelte Zeit t_0..t_n ist nicht so abwegig, wie auch immer das in der Praxis aussehen mag.
    Bin eh der Meinung, dass die ganzen Naturkonstanten mathematische Konstanten sind (wie PI).

    Zitat von worlorn Beitrag anzeigen
    Allerdings betrachtet man die Feynman-Diagramme nur als ein rechnerisches Hilfsmittel und nicht als reale Physik.
    Wenn ich das richtig verstanden hab, stellt ein Feynman-Diagramm eh nur eine verschwindend geringe Möglichkeit dar.
    Am Ende muss man über alle Möglichkeiten bzw. Diagramme summieren, um ein brauchbares Ergebnis zu erhalten.

    Zitat von worlorn Beitrag anzeigen
    Das verbieten die Ladungserhaltungssätze.
    Dann müssen wir lernen, Antineutronen zu erzeugen.
    Oder noch besser, Anti-Wasserstoff wie in StarTrek.
    Wobei dieses Zeug wohl schwer zu lagern ist.
  9. #18

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Bin eh der Meinung, dass die ganzen Naturkonstanten mathematische Konstanten sind (wie PI)
    Wie kommen Sie darauf? PI entspringt der Logik, Naturkonstanten sind Grundparameter des Universums. Wie sie zustande kommen wissen wir nicht. Es können Gesetzmäßigkeiten dahinter stecken oder es kann purer Zufall sein. Letzteres mündet ziemlich zwangsläufig in Multiversums-Vorstellungen.

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Wenn ich das richtig verstanden hab, stellt ein Feynman-Diagramm eh nur eine verschwindend geringe Möglichkeit dar.
    Am Ende muss man über alle Möglichkeiten bzw. Diagramme summieren, um ein brauchbares Ergebnis zu erhalten.
    Das stimmt. Ich meine aber genau das. Gerade diese Summation zeigt, dass es physikalisch nicht plausibel ist. Dass ein Photon (Gluon etc.) alle irgendwie möglichen Wege zugleich durchläuft (z.B. auch zur Andromeda, 27 mal herum und wieder zurück) ist doch zu verrückt. Nicht mal Feynman glaubte an die physikalische Realität von dem. Aber als Rechenmethode ist es genial, weil es die Berechnung in Schritte zeigt und im günstigen Fall (kleine Kopplungskonstante, wie bei der elektromagnet. Kraft) auf eine beherrschbare Zahl von Schritten reduziert. Man nennt dies Störungsrechnung und die ist bis heute die einzige allgemeine Methode, um QFT-WW-Prozesse zu berechnen.

    Aber auch das einzelne Diagramm ist eine Vereinfachung. Statt dem Botenteilchen kann im umgekehrten Prozess dessen Antiteilchen ausgetauscht worden sein. Die Gleichungen beschreiben beides auf einmal.

    Zitat von Websingularität Beitrag anzeigen
    Dann müssen wir lernen, Antineutronen zu erzeugen.
    Bringt leider auch nichts, weil Neutronen aus geladenen Teilchen, den Quarks, bestehen und die muss es erst mal geben.
  10. #19

    Man kann eh nur spekulieren.

    Zitat von worlorn Beitrag anzeigen
    Das stimmt. Ich meine aber genau das. Gerade diese Summation zeigt, dass es physikalisch nicht plausibel ist. Dass ein Photon (Gluon etc.) alle irgendwie möglichen Wege zugleich durchläuft (z.B. auch zur Andromeda, 27 mal herum und wieder zurück) ist doch zu verrückt.
    Das hat aber meiner Meinung nach nichts mit den Teilchen zu tun, sondern eher mit unserer Vorstellung von Raum.
    Es zeigt sogar die Spukhafte-Fernwirkung, dass da noch viel im Argen liegt.
    Warum haben Objekte eine Ausdehnung? Warum muss ich auf einer Geraden, von Punkt A nach Punkt C, über Punkt B gehen?
    Ich denke, als es noch keine Dimension gab, quasi alle Punkte einander benachbart haben, alles sehr kompakt war, ... da galten wohl andere Gesetze, Geometrien, Axiome, etc.
    Bestimmt waren diese Vorgänge unendlich einfach, und damit unendlich abstrakt.
    Der Mensch ist wohl zu voreingenommen.
    Vielleicht ist das wie ein "Erkenntnis-Limes", dem man sich annähern kann, aber niemals erreicht.

    Was das Missverhältnis zwischen Materie und Anti-Materie angeht, so könnte es doch Vorgänge geben, welche eine "statistische" Überzahl der Materie immer weiter begünstigt.
    So wie es Spiele gibt, wo derjenige mit dem ersten Zug immer Gewinnt.
    Also, eigentlich auch Zufall, wie ihre Naturkonstanten.

    In diesem Forum hab ich das Gefühl, als wären wir die einzigen auf einem Parkett die das Tanzbein schwingen.


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