Virtuelle Teilchen

Zitat:

Kommt auf die Größe des SL´s an. Wenn das SL eine Masse hat, die kleiner als ca. 4.5*10²² kg (Größenordnung Mondmasse) ist, dann wird seine Temperatur über 2,73 K liegen und dann verdampft´s wohl langsam. Ob es solch kleine SLs wohl gibt?

Tja, ne Frage, was? Vielleicht konnten Primordale SL so klein sein? Aber könnte es die heute noch geben?

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1771-41:

Hallo Leute,

vielleicht hab ich was überlesen, aber mir ist nicht ganz klar, wie die besagten virtuellen Partner an unterschiedlichen Orten entstehen können. Vor allem Eines in unserer Raumzeit, und sein Partner in einer Gegend, die von unserer vollkommen und ganz und gar abgeschottet ist. Diese Gegend "weiß" ja nicht einmal etwas von unserer Raumzeit, mal salopp gesagt. Für mich macht das also nicht so recht Sinn.

Wer kann helfen?

[Nachricht zuletzt bearbeitet von Stueps am 24.03.2011 um 22:26 Uhr]

Es ist eine Frage, wie Teilchen verschränkt sind. Also z. B. können Elektronen (wie jedes andere Teilchen mit einem Spin) lokal nicht den gleichen Spin aufweisen. Wenn im Experiment der Spin des einen Teilchens geändert wird, ändert sich auch der Spin des Partnerteilchens, und zwar scheinbar instantan. Vielleicht ist es dem Vakuum ja egal, was sich in der Raumzeit abspielt? Vielleicht ist "aus Sicht des Vakuums" die Region hinter dem Ereignishorizont von der "normalen" Raumzeit nicht verschieden?

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1771-43:

,
Es ist eine Frage, wie Teilchen verschränkt sind. Also z. B. können Elektronen (wie jedes andere Teilchen mit einem Spin) lokal nicht den gleichen Spin aufweisen. Wenn im Experiment der Spin des einen Teilchens geändert wird, ändert sich auch der Spin des Partnerteilchens, und zwar scheinbar instantan.

Fermionen (also Teilchen mit halbzahligem Spin, wie zB Elektronen) können nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen, können also "lokal" nicht den gleichen Spin aufweisen. Bosonen können das, Bosonen lieben das sogar.

Wenn ein Teilchen eine Größe definitiv hat (zB Spin up) kann es mit dieser Größe nicht mehr mit einem anderen Teilchen verschränkt sein. Das geht nur, wenn sich die gemeinsame Größe in einem gemeinsamen Überlagerungszustand befindet.


Können Teilchen durch den Ereignishorizont tunneln?

bis bald
zara.t.

Zitat:

Fermionen (also Teilchen mit halbzahligem Spin, wie zB Elektronen) können nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen, können also "lokal" nicht den gleichen Spin aufweisen. Bosonen können das, Bosonen lieben das sogar.

Wenn ein Teilchen eine Größe definitiv hat (zB Spin up) kann es mit dieser Größe nicht mehr mit einem anderen Teilchen verschränkt sein. Das geht nur, wenn sich die gemeinsame Größe in einem gemeinsamen Überlagerungszustand befindet.


Können Teilchen durch den Ereignishorizont tunneln?

bis bald
zara.t.

Ja, klar, hast Recht!

Wenn Atomkerne nicht lokal sind, was dann?

Und makroskopische Quantenzustände, hier kommt dann auch das allseits beliebte Bose-Einstein-Kondensat zum Zuge ;-)

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1771-41:

. . . mir ist nicht ganz klar, wie die besagten virtuellen Partner an unterschiedlichen Orten entstehen können.

Hallo Stueps,

dazu muss man sich vom klassischen Teilchenbild, in dem Teilchen jederzeit und gleichzeitig einen bestimmten Ort und Impuls haben, verabschieden.
Vielmehr werden Teilchen in der QM als Wellenfunktion beschrieben wobei nicht der Fehler gemacht werden darf, Teilchen dabei als physikalische Welle zu sehen. Die Schrödingerwelle ist kein physikalisches Objekt, sie ist eher statistischer Natur. Überhaupt scheinen mir quantenmechanische Betrachtungen immer auch statistische Betrachtungen zu sein.
Wenn wir nun den Tunneleffekt betrachten besagt die Wellenfunktion, dass statistisch gesehen ein Teilchen auch jenseits einer Barriere gemessen werden kann. In unserem Fall besagt die Wellenfunktion, dass ein Partnerteilchen eben auch jenseits des Ereignishorizontes entsehen kann, weil die Schrödingerwelle als reine Darstellung von Wahrscheinlichkeiten alles durchsetzen kann.

Das Problem ist jetzt, dass wir von dem Teilchen jenseits des Ereignishorizontes prinzipiell und niemals eine Information erhalten können. Es macht also irgendwie keinen Sinn, überhaupt einen Gedanken daran zu verschwenden. Es kann mit unserer Welt nicht mehr in Wechselwirkung treten und somit nicht zum Faktum werden.
Was bleibt ist das Teilchen diesseits des EH, ein reales Teilchen was zumindest theoretisch gemessen werden kann und das System SL verlässt, von uns aus betrachtet.

mfg okotombrok

Vielen Dank Okotombrok,

Zitat:

...weil die Schrödingerwelle als reine Darstellung von Wahrscheinlichkeiten alles durchsetzen kann.

Das ist der Schlüsselsatz für mein Verstehen gewesen.
Da hast du eine richtig gute Erklärung abgeliefert!

Allerdings:
Wenn man darüber mal nachdenkt, vor Allem, was das für das Wesen unserer Mutter Natur bedeutet ... kann man über sie nur noch verwundert den Kopf schütteln.

Ich komme da immer gleich ins Philosophieren:

Manchmal denke ich, der erste und alleinige Grund unseres Seins, der keinerlei Substanz bedarf, ist die Möglichkeit.

Uns gibt es einfach, weil es möglich ist.

Können "Teilchen" durch den Ereignishorizont tunneln?

IMHO nur dann, wenn das tunneln zeitlos geschieht. Die "Teilchen" müßen ja nicht wie beim üblichen Tunneleffekt gegen eine klassisch unüberwindbare Potentialschwelle antreten, sondern gegen eine "Zeitbarriere".
Sollte eines Tages tatsächlich Hawkingstrahlung gemessen werden, würde ich dies als Hinweis auf zeitloses Tunneln deuten.

Die genauen Berechnungen trau ich mir nicht zu. Es gälte die Diracgleichung in einer extremen Raumzeit zu lösen. Diese Aufgabe ist sehr schwierig und vielleicht noch gar nicht lösbar, da wir in unserm speziellen Fall eine Theorie bräuchten, die Quantenfeldtheorie und ART vereinigt. Haben wir aber noch nicht.

Ich gehe erstmal davon aus, daß das Tunneln durch den Ereignishorizont möglich ist und schließe meine Überlegungen zur Hawkingstrahlung hiermit ab.

Jetzt würde ich mich gerne der allgemeineren Frage zuwenden, was "virtuelle Teilchen" eigentlich sind.

##Uns gibt es einfach, weil es möglich ist.##????
\\
\\
Ich sehe Gesetzmaßigkeit der Existens in der Unvermeidbarkeit, weil Gott eingreifen müsste, um die Existenz zu verhindern.

Zitat:

Jetzt würde ich mich gerne der allgemeineren Frage zuwenden, was "virtuelle Teilchen" eigentlich sind.

Mit der Frage hab ich vor Jahren angefangen hier zu schreiben. Da ging es mir um die Definition des Punktes.

Ist Punkt nun Was oder nicht? Null-Dimensional oder virtuell?

Mir sind im Laufe der Zeit Erklärungen eingefallen, die das Phänomen "Virtuelle Teilchen" als temporär deklarieren möchten.

Nimmt man für Energie Quanten als kleinste Ausprägungsform an und deren gemeinsames Agieren als Grundlage der Materie,
so entstünden virtuelle Teilchen für uns a) als Folge der Unschärfe und der Kürze der Planckzeit, die ein Quant als Fraktal existiert,
oder sie entstünden aus b) dem Nichts, das man mit (potenziellen) Möglichkeiten gleich setzten kann.

Fraktale Quanten könnte man nicht an einen Ort fixieren und deshalb nur ein verschwommenes Bild in Zeit erhalten,
das wirken möchte wie ein See aus virtuellen Teilen.

Möglichkeiten hingegen sind Null-Dimensional (0D), nur Abstrakt und doch die Voraussetzung jeglicher Existenz.
Bevor etwas entstand hat es die Möglichkeit dazu gebraucht. Das ist der Punkt.

Wenn Null-Dimensional nicht existiert, so ist es dennoch existenziell ... oder virtuell? aber können sich Möglichkeiten einfach manifestieren?

Ich denke "Ja".

Real

Ich lege hier eine Linksammlung zum Thema an:

http://www.wernerschneider.de/grundl_d_tph/msm_feyn...

hallo Zara.t.,

prima! Wenn die alle so leicht verständlich sind, sage ich es mit Thomas´ Worten: Ich bin begeistert.

Real schrieb in Beitrag Nr. 1771-50:

,.... Nichts, das man mit (potenziellen) Möglichkeiten gleich setzten kann.

,Bevor etwas entstand hat es die Möglichkeit dazu gebraucht.

Hallo Real,

ein interessanter Ansatz, das Nichts mit dem Raum der Möglichkeiten gleichzusetzen.
IMHO sollte man die Raumzeit quantisieren. Ihre Quanten sind Möglichkeiten. Das heißt, was in einem bestimmten Raumzeitquant passieren kann definiert dieses Raumzeitquant, definiert auch seine Koordinaten, also seinen Ort und seine Zeit. Dieses Raumzeitquant wird also Information über den gesamten Kosmos besitzen müßen. ==>Der Kosmos ist holographisch strukturiert.

Mit dem Begriff "fraktale Quanten" kann ich leider nichts anfangen.

Gruß
zara.t.

Um uns den virtuellen Teilchen zu nähern, sollten wir uns zuerst mit den realen Teilchen beschäftigen.
Was also sind reale teilchen?

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1771-54:

Um uns den virtuellen Teilchen zu nähern, sollten wir uns zuerst mit den realen Teilchen beschäftigen.
Was also sind reale teilchen?

Hallo Zara.t.,

ich will mal beginnen:
Reale Teilchen existieren lange genug, um beispielsweise direkt in einer geeigneten Messapparatur zu wirken, und sich dort "bemerkbar" zu machen.
Hoffentlich gehen jetzt nicht wieder die Diskussionen über Messvorgänge los.... ;-)

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1771-55:

Reale Teilchen existieren lange genug, um beispielsweise direkt in einer geeigneten Messapparatur zu wirken, und sich dort "bemerkbar" zu machen.

Lange genug ist relativ.
Während man früher Teilchen nur erfassen konnte, die mind. 10 Sekunden (fiktiv gewählter Wert) existierten, so kann man heute Milli- oder Mikrosekunden erfassen.

Wenn die Messvorgänge noch besser würden, würden dann aus den heute noch virtuell bezeichneten Teilchen irgend wann reale Teilchen, weil sie dann lange genug existieren?

Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1771-56:

Wenn die Messvorgänge noch besser würden, würden dann aus den heute noch virtuell bezeichneten Teilchen irgend wann reale Teilchen, weil sie dann lange genug existieren?

Hallo Hans,

nein. Aber berechtigter Einwand. Ich habe mich unglücklich ausgedrückt.
Der Messgenauigkeit sind nach heutigem Verständnis natürliche, unüberwindbare Grenzen gesetzt (Orts-Impuls-Unschärfe, Energie-Zeit-Unschärfe).

Ich zitiere mal, mir fällt keine bessere Formulierung ein (man verzeihe mir das Abschreiben):

Zitat:

Frank Wilczek:

"Virtuelle Teilchen sind spontane Fluktuationen eines Quantenfeldes. Reale Teilchen sind Anregungen eines Quantenfeldes mit einer für Beobachtung brauchbaren Beständigkeit..."

Quelle:

http://de.wikipedia.org/wiki/Virtuelles_Teilchen

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1771-55:

Reale Teilchen existieren lange genug, um beispielsweise direkt in einer geeigneten Messapparatur zu wirken, und sich dort "bemerkbar" zu machen.

Diese Antwort auf die Frage "Was sind reale Teilchen?" setzt voraus, daß wir bereits wissen was reale Teilchen sind. Ich versuche deshalb umzuformulieren:

Reale Teilchen sind etwas, das lang genug existiert um gemessen werden zu können.

Was aber dürfen wir unter diesem "Etwas" verstehen?


Hallo Hans,
nein, die Grenzen, die uns die Unbestimmtheitsrelationen setzen, können nicht durch technische Verbesserungen der Messgeräte überwunden werden.

Gruß
zara.t.

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1771-58:

Diese Antwort auf die Frage "Was sind reale Teilchen?" setzt voraus, daß wir bereits wissen was reale Teilchen sind. Ich versuche deshalb umzuformulieren:

Reale Teilchen sind etwas, das lang genug existiert um gemessen werden zu können.

Was aber dürfen wir unter diesem "Etwas" verstehen?

Hallo Zara,

das ist eine berechtigte, aber wie du zugeben musst, sehr gemeine Frage ;-).

Ich versuche mal, gemein zu antworten:

dieses "Etwas" ist das, was unsere Messapparatur registriert. ;-)

Kannst du die Frage vielleicht umformulieren oder spezifizieren, dann gehts vielleicht besser voran. Du willst ja sicher in eine bestimmte Richtung.

Hallo zusammen,

ihr wollt wissen was Teilchen sind?
Zumindest beim Elektron ist das eine klare Sache.

Ein Elektron ist ein Bernstein.

Aber wie ich euch kenne werdet ihr euch mit lediglich der griechischen Übersetzung nicht zufrieden geben
und dann ist auch schon Schluss mit der "klaren Sache".

Aber bleiben wir beim Bernstein.
In der Physik meint man mit einem Elektron die kleinste Einheit von dem, was bei einem geriebenen Bernstein wirkt.
Kleinste Einheit heißt, etwas nicht mehr Teilbares.
Mit etwas nicht mehr Teilbarem gibt es in der klassischen Physik Probleme:
1) geht man dabei von einem Punktteilchen ohne räumliche Ausdehnung aus, so ist das eine Idealisierung, die das rechnen vereinfacht. Dem Verständnis ist es nicht nützlich, weil etwas punktförmiges, wie z.B. der Schnittpunkt einer Schere, keine Existenz darstellt. Punktteilchen sind lediglich Schnittpunkte von Koordinaten eines Bezugssystems.
2) geht man dabei von einem raumausfüllendem Teilchen aus, dann muss es irgendwie Substanz besitzen und es ist nicht einsichtig, warum es nicht noch teilbar sein sollte.

Nun können wir aber mittels der Quantentheorie die Welt umfassender und genauer beschreiben und sollten das auch tun.
Hier werden Teilchen nicht mehr als etwas beschrieben, welche man zu jedem Zeitpunkt einen Ort und einen Impuls zuschreiben kann.
Schwer zu schlucken, entzieht sich das doch jeglicher Alltagserfahrung.
Teilchen werden mit der sogenannten Schrödingergleichung beschrieben. Sie ergibt in der grafischen Darstellung eine Welle. Diese Schrödingerwelle ist aber kein physikalisches Objekt, sondern beschreibt nur, mit welcher Wahrscheinlichkeit wir ein Teilchen an einem bestimmten Ort beobachten werden. Das Interferenzmuster beim Doppelspaltversuch entspricht der Schrödingerwelle, wenn ich das so richtig verstanden habe.
Wichtig ist dabei, dass diese Wahrscheinlichkeit nicht wie in der Thermodynamik Unwissen bedeutet, sondern Mehrwissen. Denn mehr als die Statistik, die die Schrödingergleichung hergibt, gibt es gar nicht zu wissen.
Das Teilchen hat nun 'mal nicht gleichzeitig einen bestimmten Ort und Impuls.
Wieder schwer zu schlucken, hat doch in unserer Alltagserfahrung alles seinen wohlbestimmten Platz.

Ich muss jetzt schluss machen, meine Frau ruft . . .

später mehr.

mfg okotombrok

Zitat:

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1771-60:
Hallo zusammen,

ihr wollt wissen was Teilchen sind?
Zumindest beim Elektron ist das eine klare Sache.

Ein Elektron ist ein Bernstein.

Aber wie ich euch kenne werdet ihr euch mit lediglich der griechischen Übersetzung nicht zufrieden geben
und dann ist auch schon Schluss mit der "klaren Sache".

Aber bleiben wir beim Bernstein.
In der Physik meint man mit einem Elektron die kleinste Einheit von dem, was bei einem geriebenen Bernstein wirkt.
Kleinste Einheit heißt, etwas nicht mehr Teilbares.

Hallo, okotombrok!

Soweit, so gut! Aber das Elektron ist nur EINES von nicht weiter teilbaren Teilchen, also Elementarteilchen, es ist Träger der negativen elektrischen Ladung. Das positiv geladene Proton ist sein Gegenpart, aus beiden und den Neutronen setzt sich das Atom zusammen (wobei Protonen und Neutronen noch aus kleineren Teilchen, den Quarks, zusammengesetzt sind.

Nichts für Ungut, vielleicht kam dir auch nur deine Frau dazwischen ;-)

Aber ging es nicht eigentlich um "virtuelle" Teilchen - die auch Elektronen sein können?

Henry