Gravitonen?!

    • Ich wollte garnicht zum Verteidiger der Theorie werden.

      Jetzt macht es aber Spaß! Ich weiß nicht viel über
      Kernphysik im Vergleich zu vielen hier im Forum, daher bin ich um jeden Link
      von Michael sehr dankbar, da man sich hier viel zum Thema anlesen kann. Ich selbst
      bin Werkstoffwissenschaftler und ärgere mich manchmal, wenn wer nicht Eisen von
      Stahl unterscheiden kann. Somit kann ich verstehen, dass unsachgemäße
      Äußerungen nicht gerne gesehen werden. Ich bitte das zu entschuldigen.

      Erst mal muss ich mich selbst korrigieren. Ich hatte allgemein
      „Bosonen“ geschrieben, aber natürlich sind die Vermittler der starken
      Wechselwirkung konkret die masselosen Gluonen. Sie sind auch nicht im Kern
      sondern in Nukleonen selbst aktiv. Deswegen die Verwechslung zwischen starker
      und schwacher Wechselwirkung.

      Die starke Wechselwirkung beschreibt sehr wohl einen 1/r Verlauf.
      Wird dann aber vom linearen Anstieg des „Confinement“ eingeholt, so
      dass ein Art Potentialtopf im fm-Bereich entsteht. Dieser Topf entsteht, weil
      sich sonst Quark-Antiquarks bilden, anstatt dass das Gluon „weiterlaufen“ kann (Quelle: #mce_temp_url# ).
      Daher kommt der starke Abfall in der Graphik.

      Ich erinnere daran, dass auch die Hawking-Strahlung zeigt,
      dass ein „virtuelles“ Teilchen-Antiteilchen-Paar durchaus real wird, wenn
      bestimmt Umstände vorliegen. Auch zeigen 3-Jet Ereignisse bei einer Elektron-Antielektron-Annihilation,
      dass Gluonen temporär außerhalb eines Quarks existieren können.

      Ohne es als Beleidigung zu meinen, sage ich: „Gravitonen sind Gluonen ohne Potential!“

      In diesem Fall wäre das Gluon als Graviton sogar eher zu
      stark als zu schwach. Jedoch wird die Interferenz nochmals gemildert, da ein
      Gluon drei Farben haben kann, und nur mit der eigenen Farbe wechselwirkt. Behauptung:
      Das Gluon „erkennt“ selbst außerhalb die Farbe des Gluonen in der Nachbarschaft
      anstatt diese als „weiß wahrzunehmen“. Gluonen außerhalb interferieren aber mit
      anderen. Daher die quadratische Abnahme außerhalb.

      The post was edited 1 time, last by Anbas ().

    • Lieber Anbas

      Es Freut mich, dass Dir der Gedankenaustausch Spaß macht, und langsam erkenne ich, wo Deine Missverständnisse liegen.

      Anbas wrote:

      Erst mal muss ich mich selbst korrigieren. Ich hatte allgemein „Bosonen“ geschrieben, aber natürlich sind die Vermittler der starken Wechselwirkung konkret die masselosen Gluonen. Sie sind auch nicht im Kern sondern in Nukleonen selbst aktiv.


      Ja, genau das ist es: Die Gluonen sind nur innerhalb der Nukleonen zwischen den Quarks aktiv. Man muss daher auch zwei starke Kräfte unterscheiden - insofern war das letzte Bild falsch, ich hab es jetzt mal mit der Hand in der unten angehängten Grafik mehr schlecht als recht korrigiert, werde aber demnächst mal ein komplett korrektes hochladen:
      1. Die Gluonen (mit Masse=0) vermitteln die strarke Kraft innerhalb der Nukleonen zwischen den Quarks und haben dort in der Tat ein Potential das ähnlich ~ 1/r ist, aber nicht genau: es ist zum Beispiel zwischen Quark und Antiquark V = - 0.75*alpha_s/r + kr und führt daher zu einer Kraft F = - 0.75*alpha_s/r² + k. Diese Kraft wirkt zwischen starken (Farb)ladungen (so wie die elektrische Kraft zwischen elektrischen Ladungen wirkt). Sie endet aber abrupt nach ca. 2,3,4 fm dadurch, dass die Kraft konstant =k und damit die potenzielle Energie ~kr so groß wird, dass daraus neue Quark-Antiquark Paare entstehen und mit den ursprünglichen Quarks gebundenen Zustände ohne starke Farbladung bilden (neue Nukleonen oder sog. Mesonen, allgemein: Hadronen).
      2. Zwischen diesen (Farb)neutralen Nukleonen wirkt eine andere starke Kraft, die wir normalerweise als Kernbindungskraft bezeichnen, die die Nukleonen im Kern aneinander hält. Das ist ähnlich wie bei der Molekülbindung: elektrisch neutrale Atome ziehen sich ja nicht an. Trotzdem können sie Molekülbindungen eingehen, über sogenannte "Elektronenpaarbindung". Genauso die Nukleonen, dort ist es eine "Quarkpaarbindung", die man über den Austausch anderer Bosonen, den Pionen (mit Masse = 140 MeV/c²), beschreibt. Da diese Pionen eine Masse haben, ist deren Potenzial nicht ~ 1/r, sondern hat zusätzlich einen Faktor exp(-mcr/hquer), der ab einer typischen Reichweite von r0 = mc/hquer = 1,4 fm sehr viel schneller abfällt.


      Anbas wrote:

      Die starke Wechselwirkung beschreibt sehr wohl einen 1/r Verlauf.
      Wird dann aber vom linearen Anstieg des „Confinement“ eingeholt, so dass ein Art Potentialtopf im fm-Bereich entsteht.


      genau! Es ist zwar im strengen Sinne kein "Topf" aber der lineare Ansteigt ~kr des confinement sperrt die Quarks und die Gluonen! ein

      Anbas wrote:

      Dieser Topf entsteht, weil
      sich sonst Quark-Antiquarks bilden, anstatt dass das Gluon „weiterlaufen“ kann (Quelle: #mce_temp_url# ).
      Daher kommt der starke Abfall in der Graphik.


      Das ist der zentrale Fehler der Argumentation. Die Quark-Antiquark Paare bilden sich wirklich (klar werden die real!) , und das Gluon verschwindet, da es sich in Quark-AntiQuark Paare umwandelt. Das Gluon kann eine Strecke von wenige fm fliegen, aber keinesfalls weiter. Kein Gluon kann über große Distanzen wirken, auch nicht virtuell oder über Interferenz. Seine Wirkung ist streng auf wenige fm beschränkt (confined). Der starke Abfall in der Grafik hat daher nichts mit Gluonen zu tun (das ist die andere Kurve die flach wird), sondern mit der Masse der Pionen. Und deren Kraftwirkung sinkt exponenziell so schnell unter die der Gravitation, dass auch die beste Interferenz mit anderen Pionen das nicht retten kann. Außerdem würde damit auch nie eine 1/r² Kraft rauskommen, wie man sie in der Gravitation beobachtet. Das geht nur mit masselosen Austauschteilchen/Bosonen, die man Gravitonen nennt.

      Viele Grüße
      Michael
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      • kraefte.png

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    • Akzeptiert :P

      Die Bildung von Hadronen außerhalb des Kerns lässt am CERN
      (und anderen) ja auch gut beobachten. Schwer da ein stabiles Gluon zu „verstecken“.

      Würde mich interessieren, welche deine Lieblingstheorie ist (a, b oder c von der TU Wien Seite)?


      Die hier am Anfang von Forum stehende Problematik mit der
      Zeit vor dem Urknall, lässt sich meiner Meinung nach am besten mit einem
      vierdimensionalen Schwarzen Loch beschreiben, welches der Ursprung unseres
      Universums ist (Quelle).

      Achja, wenn hochenergetische Teilchen direkt zum schwarzen
      Loch werden ist nur am Anfang des Urknalls problematisch. Denn die
      Hawking-Strahlung lässt ein mikro-schwarzes Loch schneller Verdampfen als es anwächst.
      Nur „makroskopische“ schwarze Löcher sind Wachstumsfähig.
    • Lieber Anbas,

      Anbas wrote:

      Würde mich interessieren, welche deine Lieblingstheorie ist (a, b oder c von der TU Wien Seite)?

      In der Wissenschaft geht es nicht um persönliche Vorlieben, sondern darum, was die Natur verwirklicht hat. Alle drei Theorien auf der TU Wien Seite sind möglich und sie zählen alle nicht zu den besonders abwegigen Theorien, im Gegenteil. Allerdings ist nur die erste (a) eine wirkliche Änderung der Gravitation, bei der sich nur die Gravitonen in zusätzliche Raumdimensionen mit sehr kleiner ("aufgerollter") Ausdehnung ausbreiten können. Das verändert die Potenz der Abstandsabhängigkeit des Kraftgesetzes, denn alle unendlich reichweitigen , weil die Kugeloberfläche im drei-dimensionalen Raum ~ r² ist, und sich die Dichte der Botenteilchen (oder klassisch Feldlinien) entsprechend mit dem Abstand verkleinert. Ich hab mal (in unser nun korrigiert neu gemaltes) Kräftedigramm in Anhang eingemalt, wie das für 4 zusätzliche Dimensionen aussehen würde, die eine Ausdehnung von 10 fm haben. In einem solchen sieben-dimensionalen Raum wäre die Kugeloberfläche ~ r^6 und die Gravitationskraft bei Abständen unterhalb 10fm dann ~ 1/r^6 --> das würde erklären, warum die Gravitation bei großen Abständen so schwach ist! Und es gäbe eine Abstand, bei dem sich alle Kräfte treffen, wo also eine große Vereinigung stattfinden würde, denn die drei anderen bewegen sich auch leicht aufeinander zu. Faszinierend, oder?
      Bei (b) und (c) kommen zur Gravitation einfach noch andere Kräfte dazu, die eigentlich nichts mit der Gravitation zu tun haben, die aber so schwach sind, dass man sie gerne einfach als Abweichung der Graviation ausdrückt.

      Anbas wrote:

      Die hier am Anfang von Forum stehende Problematik mit der Zeit vor dem Urknall, lässt sich meiner Meinung nach am besten mit einem vierdimensionalen Schwarzen Loch beschreiben, welches der Ursprung unseres
      Universums ist (Quelle).

      Hört sich - wie auch dort beschrieben - abenteuerlich an, aber möglich ist es wohl... (nur wie stellt man das fest?)

      Anbas wrote:

      Achja, wenn hochenergetische Teilchen direkt zum schwarzen Loch werden ist nur am Anfang des Urknalls problematisch. Denn die Hawking-Strahlung lässt ein mikro-schwarzes Loch schneller Verdampfen als es anwächst.

      richtig. Trotzdem wär es einfach "unschön". Niemand glaubt wirklich daran, dass jenseits der Planck-Energie alle Teilchen schwarzen Löchern sind/waren. Denn die Gravitationsgesetze der ART gelten dann nicht mehr, und man braucht eine Theorie der Quantengravitation.

      Viele Grüße
      Michael
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    • Hallo,

      MichaelKobel wrote:

      Hört sich - wie auch dort beschrieben - abenteuerlich an, aber möglich ist es wohl... (nur wie stellt man das fest?)
      zur Not die Hintergrundstrahlung. Besonders die kopierten Eigenschaften aus dem höher-dimensionalen Universum passen gut zur homogenen Verteilung nach der Inflation, da das höher-dimensionale Universum schon durch sein Alter geglättet ist. Welche statistische Verteilung aber genau vorliegen muss, ist mir nicht bekannt.

      MichaelKobel wrote:

      In der Wissenschaft geht es nicht um persönliche Vorlieben, sondern darum, was die Natur verwirklicht hat. Alle drei Theorien auf der TU Wien Seite sind möglich und sie zählen alle nicht zu den besonders abwegigen Theorien, im Gegenteil

      Solange alle drei möglich sind und durch Versuche nicht ausgeschlossen werden können, kann die Entscheidung nur subjektiv sein. Ich hoffe, dass mit den neuen Energien am CERN viele der Theorien widerlegt werden und ein paar neue hinzukommen. Evtl. könnten wir ja hier im Forum Wetten abschließen :D

      MichaelKobel wrote:

      das würde erklären, warum die Gravitation bei großen Abständen so schwach ist! Und es gäbe eine Abstand, bei dem sich alle Kräfte treffen, wo also eine große Vereinigung stattfinden würde, denn die drei anderen bewegen sich auch leicht aufeinander zu. Faszinierend, oder
      wohl wahr! Danke für das Bild! Visuell ist sowas immer angenehmer; erst recht, wenn man die Gleichungen nicht im Kopf hat :)
    • Es ist auch ein Mathematisches Problem

      Hallo Michael Kobel

      Stephen Hawking hat gesagt das wir, mit der 2 Dimensionalen Mathematik ein Problem haben.
      Um solche Sachen zu erklären er schlägt vor sich langsam, an eine 3 Dimensionalen Mathematik zu gewöhnen.

      Ich dahin meine das selbst die nicht reicht, und es gibt viele beispiele in der Natur das es mehr als 3 Dimensionen sind.

      Darum meine ich das man eine 5 Dimensionale Mathematik in Betracht ziehen sollte, die kann auch Raumkrümmung und Verhältnisse Präziser berechnen.

      Ist aber nur so ein Gedanke, aber ich kann auch Beispiele nennen.

      In der 3D Ansicht haben wir: H,B,T Höhe,Breite,Tiefe okay bei einem Hologramm Brauche ich aber mehr.

      Da Brauche ich die 3D Ansicht +2 Effekte: H,B,T,E,M Höhe,Breite,Tiefe,Elektrostatisch Feld,Masse( Teilchen dichte ) für das Objekt.

      Diese kann ich mit Protonen und Neutronen neu Anordnung erzeugen, wenn ich es schaffe die nötige Energie in einem Rahmen zu halten die Verfügbar ist.

      Okay ist nur Theorie aber es ist nicht soweit her damit, jeder kennt es wenn er Elektrisch aufgeladen ist und an Metal kommt.

      Ihr könnt ja mal darüber nach denken, ob es auch nur die Begrenzte Mathematik ist.

      Viele Grüße
      Steve
      Dipl. Inform., Dipl. Ing. für Inform., Dipl. Medien Designer, FH Inform., FOH Inform.

      The post was edited 1 time, last by steveshain ().

    • Multi-dimensionale Mathematik

      Hallo
      Ich verstehe die Frage leider nicht ganz. Geht es darum, dass Hawking diskutiert hat, dass in einer 2-dimensionalen Welt kein Leben entstehen könnte: physics.stackexchange.com/ques…-in-a-2-dimensional-world ?
      Das haben schon andere vor ihm getan (siehe Novelle "Flatland" (Flächenland) von Edwin Abbott Abbott von 1884). in der Tat ein schönes Gedankenspiel!

      Oder geht es darum, dass die Mathematik mehr als 3 Dimensionen bechreiben können muss? Das kann sie längst! Einsteins Spezielle Relativitätstheorie muss in 4 Dimensionen als "Raumzeit" beschrieben werden, denn jeder Beobachter beurteilt anders, was Raum und was Zeit ist. Das Standardmodell der Teilchenphysik ist daher bereits in der 4-dimensionalen Raumzeit formuliert.

      Erweiterte Theorien (siehe Diskussion oben) postulieren, dass es noch einige weitere Raumdimensionen geben könnte, die uns nicht zugänglich sind (weil zu klein), in denen aber die Gravitation wirken kann. Auch dies kann problemlos mathematisch beschrieben werden. Das Ergebnis einer Gravitationskraft mit 4 zusätzlichen Raumdimensionen, also in einer 8-dimensionalen Raumzeit, hatte ich ja oben eingemalt. Das ist sehr einfach auszurechnen.

      Die Mathematik kann sogar unendlich viele Dimensionen beschreiben, z.B. im Raum der Quantenmechanischen Zustände!

      Viele Grüße
      Michael Kobel
    • Multi-dimensionale Mathematik okay

      Aber er bezog es auf die Normale Mathematik, die wir im Alltag nutzen er Beschrieb ihre Grenzen.

      Und meinte man solle dort schon mit 3 Dimensionen beginnen zu Rechnen, es ist mir auch klar das die Mathematik mehr als 3,4, oder 11 Dimensionen Beschreiben kann Laut der Quantenphysik.

      Es geht aber darum das er mit der Begrenzung, auch die PC Grundsprache angesprochen hat.

      Den die ist nur in 2 Dimensionen 0 und 1, um höhere Sachen zu berechnen meinte er muss auch da was geändert werden.
      Der PC Arbeitet mit Binärcode, und dieser muss auch geändert werden auf Multible Mathematische Werte.

      Viele Grüße
      Steve
      Dipl. Inform., Dipl. Ing. für Inform., Dipl. Medien Designer, FH Inform., FOH Inform.

      The post was edited 1 time, last by steveshain ().

    • MichaelKobel wrote:

      Ich sehe grade nicht die Verbindung der binären Computersprache zur Beschreibung der fundamentalen Wechselwirkungen der Physik in n Dimensionen. Gibt es irgendwo einen Web-Link zu den diesbezüglichen Gedanken von S.Hawking? Sie sind mir leider unbekannt.
      VG, MK
      Der PC war nur ein Beispiel: Das sagte ja auch S.Hawking so.

      Web link: ?? weiß ich grad keinen es war im TV bei National Geographic eine Sendung mit S.Hawking Anfang 2015.

      Aber er meinte es im Allgemeinen muss sich die Mathematik ändern, er sagte für plus gibt es auch minus und das müsse auch im Binär berücksichtigt werden.

      Und für jede Räumliche Dimension gäbe es eine Phasen Dimension, er sprach auch die Theorie Multiversum an und das es so mit unendliche Variablen gäbe.

      Jede hoch x in Raum und Zeit, und hoch x in Dimension u. Phasen.
      Jedoch meinte er das die Mathematik die wir im Moment nutzen, für alles noch zu Primitiv wäre was meiner Meinung nach stimmt.

      Es gibt auch gute Beispiele dafür, eines war so wie ich mich erinnere.

      Eine Fläche von 1 x 1cm² zu füllen ist mit der heutiger Mathematik und Logik, nur mit deren Flächen Aufnahme Fähigkeit möglich.
      Nur wenn man eine andere Mathematik nutzen würde, könne man mittels Technik diese Aufnahme Fähigkeit in das unendliche verändern.
      Und so mit sind wir wieder bei der Teilchenphysik, und der Räumlichen Dimensionen nur ist die Frage was ist nötig.

      Aber es gibt Theorien die Besagen das man diese ändern könne, eine Spricht von einer anderen Dimension die andere von einer anderen Raum Phase.

      Oder in einen Holografischen Raum, außen klein innen groß.

      Ich meine es ist viel einfacher, in dem man die Teilchen dichte Komprimiert.
      Aber das ist ja nicht ganz so einfach, naja anscheinend liest man auch nur zu viel hier und da soll ja auch müll dabei sein.

      Dipl. Inform., Dipl. Ing. für Inform., Dipl. Medien Designer, FH Inform., FOH Inform.

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    • Probleme der Mathematik

      Wenn es hier schon Probleme gibt, greifen diese dann auch in allen anderen Bereichen.
      Auch in der Teilchenphysik, Problem erkannt heißt nicht gleich Problem gebannt.
      Vor allem nicht wenn es noch keine Lösung gibt, ich weiß noch wie einige Prozessoren zurück gerufen werden mussten.
      Da sie ein Problem hatten sie gaben immer, ein Falsches Ergebnis bei einer Berechnung aus.

      ungelöste mathematische Probleme
      de.wikipedia.org/wiki/Ungel%C3…9C_Probleme_der_Geometrie

      Naja es gibt so viel Pro und Kontra das egal wen man zuhört, immer noch einer da ist der was anderes sagt.

      Es gibt auch bei dem Teilchen Verhalten immer andere Ergebnisse wenn ich ein Experiment, unter gleichen Voraussetzung machen bekomme ich zwei unterschiedliche Werte.

      Farge warum ?
      Sollte doch gleich sein oder ?
      Dipl. Inform., Dipl. Ing. für Inform., Dipl. Medien Designer, FH Inform., FOH Inform.
    • @ Steveshain:
      Binärcode:
      Es gibt kein Hindernis, welches das Rechnen in höheren
      Dimensionen mittels Binärcode verhindert. Der Binärcode legt lediglich fest,
      wann der nächste „10er-Sprung“ erfolgt. Du wirst feststellen, das konkrete Zahlen
      in der höheren Mathematik nicht mehr die Bedeutung haben.
      Schau dir auch mal den Hexadezimalcode an. Es handelt sich
      hier nicht um ein Rechnen in 16 Dimensionen, sondern lediglich der „Sprung“
      passiert halt nicht bei der 9. Es gibt viele unberührte Stämme, die z.B. eine
      Mathematik basierend auf der 12 haben. Auch in unserer europäischen Geschichte
      finden sich Analogien dazu (ein Dutzend, etc.).

      Mathematische Probleme:
      Diese Probleme lassen sich selten mit anderen Dimensionen
      lösen. Ich selbst habe mich mal mit dem Collatz-Problem beschäftigt: Hier
      wollte ich eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer geraden Zahl und das
      Annehmen von unendlichen Rechenschritten als Grundlage zur Lösung nehmen. Am
      Ende muss man akzeptieren, dass Dimensionen, Wahrscheinlichkeiten etc. nur
      praktische Anwendungen der Mathematik sind. Aber die mathematischen Probleme an
      sich sind damit nicht lösbar.

      Teilchenexperiment:
      Viele Teilchen haben keine festen Eigenschaften, sondern
      nehmen diese erst bei der Detektion an. Das führt zu vielen interessanten
      Effekten (Wellen-Teilchen-Dualismus, etc.).
      Zudem:Wenn das gleiche Experiment unterschiedliche Werte bringt, dann beachte bitte, dass oft z.B. nur
      Mittelwerte angegeben werden, aber nicht die Versuchsstreuung. Überschneiden
      sich die Streuungen beider Versuche, kann man nicht pauschal von „unterschiedlichen
      Werten“ sprechen. Hier kommt viel Statistik zu tragen und da helfen nur Massen
      an Messungen (vgl. Die Suche und Entdeckung des Higgs-Bosons).