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THEMA: 46 QFD

46 QFD 29 Jun 2019 20:09 #53431

Hallo, ich habe da wohl einige grundsätzliche Verständnisprobleme:

In Folge 46 QFD wird nach der 8. Minute ein Diagramm gezeichnet, in dem ein Neutrino mit einem Elektron wechselwirkt.
Dabei bleibt das Neutrino ein Neutrino und das Elektron ein Elektron.
Das Austauschteilchen ist ein Z0 Boson.

Dabei stellen sich mir einige Fragen, die ich selbst nicht klären kann:
- Da sich beide Teile nicht verändern – was ist eine Wechselwirkung ohne Wirkung?
- Woher kommen die 91,2 GeV des Z0 Bosons und wo gehen diese hin?
- Wenn der Zustand vor und nach der „Wechselwirkung“ gleich ist, wie haben wir davon erfahren?

Ich bin verwirrt und für jede Erklärung dankbar.
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46 QFD 29 Jun 2019 20:38 #53432

Das hat miich anfangs auch etwas gewundert. Das soll wohl eine Streuung darstellen.
In Wikipedia zum Neutrino fand ich dies:

Neutraler Strom
Ein Elementarteilchen koppelt über ein elektrisch neutrales Z-Boson an ein Neutrino. Hierbei bleiben die beteiligten Teilchenflavours erhalten, und die Reaktion ist wie ein elastischer Stoß, der mit beliebigen Leptonen oder Quarks stattfinden kann. Sofern der Energieübertrag groß genug ist, können an getroffenen Atomkernen anschließend Teilchenumwandlungen stattfinden.


Das Z0 ist wohl als virtuelles Teilchen nach außen nicht sichtbar. Trotzdem ist mir die Energiebianz etwas unkar. Heist das jetzt das Bewegungsenergie vom Neutrino auf das Elektron übergeht, das Neutrino dadurch gebremst und das Elektron weggeschleudert wird?

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46 QFD 29 Jun 2019 21:39 #53435

Merilix,

eine Streuung ist das nicht. Eine Streuung heißt, dass Energie absorbiert und dann in eine andere Richtung wieder emittiert wird.
Das kann hier, angesichts der beteiligten Massen nicht der Fall sein.
Hier spüren sich lediglich die Felder und das Spüren wird über das virtuelle Z0 übertragen.
Das Z0 als Eigenschaft der Felder wirft sozusagen seine Masse in den Ring.

Also, sieht aus wie eine Streuung, die aber letztendlich keine ist.

So hab ich das verstanden.

Thomas

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46 QFD 29 Jun 2019 22:23 #53438

Anfänglich wurden Ereignisse zweierlei Arten entdeckt: elastische Streuung eines Antimyon-Neutrinos am Elektron,


www.spektrum.de/lexikon/physik/neutrinophysik/10246

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46 QFD 29 Jun 2019 22:29 #53439

Naja, sag ich doch, elastische Streuung hätte ich noch hinzufügen können.

Thomas

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46 QFD 30 Jun 2019 08:58 #53447

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Das was da wohl oft vernachlässigt wird ist auch noch, die Welt da unten bei Quanten verspürt viel mehr vom Universum als wir, diese virtuellen sind leicht mit dem Gewicht zu vergleichen, wo beim treten eines Balles auf diesem übertragen wird, im Augenblick des ersten Kontaktes, auch noch von Innen nach Außen, und von allen Seiten gleichermaßen, ein komischen Fuß braucht man dafür. Also so gesehen liegt das Universum auf diesem Geronnenem Feld aus Energie drauf.


In diesem Kontext was ich mich frage, in wie weit ist Absorption an der Schwachen Wechselwirkung mit beteiligt, oder sogar gänzlich dafür verantwortlich.

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
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46 QFD 30 Jun 2019 19:13 #53517

Vielen Dank für eure Antworten.

Wenn ich euch richtig verstanden habe, wird damit ein Teil der kinetischen Energie des Neutrinos an das Elektron übertragen.

Mir ist noch nicht klar, woher als virtuelles Austauschteilchen das Z0 Boson mit 91,2 GeV kommt und wo die Energie bleibt.

Sollte es so sein, dass sich auch diese Wechselwirkung ausschließlich im Innern des Atoms abspielt und die Information dazu am LHC gefunden wurde?

Überhaupt habe ich keine Vorstellung, welche Bedingungen an die Eigenschaft „virtuell“ geknüpft sind. Unter virtuellen photonen konnte ich mir mit Mühe noch etwas vorstellen.

Lt. Wikipedia haben virtuelle Teilchen keine definierte Masse. Woher kommt dann die Zuordnung dass es sich um ein virtuelles Z0 Boson handelt?

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46 QFD 30 Jun 2019 20:18 #53520

Jürgen schrieb: Überhaupt habe ich keine Vorstellung, welche Bedingungen an die Eigenschaft „virtuell“ geknüpft sind. Unter virtuellen photonen konnte ich mir mit Mühe noch etwas vorstellen.

Teilchen sind Anregungen von Feldern , also kommt es zum Austausch zwischen Feldern . Dieser Austausch erfolgt durch Bosonen , virtuell deshalb weil es nur für den Zeitraum der Wechselwirkung existiert .

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46 QFD 30 Jun 2019 20:33 #53521

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Jürgen schrieb: Mir ist noch nicht klar, woher als virtuelles Austauschteilchen das Z0 Boson mit 91,2 GeV kommt und wo die Energie bleibt.

Über die Invariante Masse von Elektron und Positron lässt sich diese bestimmen.

Jürgen schrieb: Lt. Wikipedia haben virtuelle Teilchen keine definierte Masse. Woher kommt dann die Zuordnung dass es sich um ein virtuelles Z0 Boson handelt?

Es ist Neutral, trägt die Ladung 0

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46 QFD 30 Jun 2019 21:33 #53528

heinzendres schrieb:

Jürgen schrieb: Überhaupt habe ich keine Vorstellung, welche Bedingungen an die Eigenschaft „virtuell“ geknüpft sind. Unter virtuellen photonen konnte ich mir mit Mühe noch etwas vorstellen.

Teilchen sind Anregungen von Feldern , also kommt es zum Austausch zwischen Feldern . Dieser Austausch erfolgt durch Bosonen , virtuell deshalb weil es nur für den Zeitraum der Wechselwirkung existiert .

Soweit dies eine feste Abgrenzung ist, kann ich dies als Regel akzeptieren.
Allerdings sagt Wikipedia auch, dass bei weiterer Energiezunahme die Teilchen real werden. Und damit beginnen die Grenzen und Aussagen zu fließen.

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46 QFD 30 Jun 2019 22:05 #53530

Neutrino Ruheenergie < 2,2 eV
Z-Boson Ruheenergie (91187,6 ± 2,1) MeV
Das Neutrino müsste für eine Wechselwirkung mit einem Realen Z-Boson viel mehr Energie aufbringen zur erzeugung des Z-Boson als es selber hat .

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46 QFD 30 Jun 2019 22:18 #53531

Und was nicht passt wird passend gemacht

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46 QFD 30 Jun 2019 22:41 #53533

borgi64er schrieb: Und was nicht passt wird passend gemacht


das ist aber kein makel sondern die macht dieser theorie , sie kann sich der wirklichkeit immer weiter annähern .

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46 QFD 30 Jun 2019 22:44 #53534

Solange die Theorie nicht falsifiziert ist

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46 QFD 01 Jul 2019 13:08 #53562

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Die wissenschaftliche Erklärung der schwachen Wechselwirkung durch Teilchen, dazu noch virtuelle Teilchen, ist für Laien schon eine Zumutung. Aber der Erfolg gibt ihr recht. Die Unterscheidung zwischen Teilchen, Kräften und Bewegung ist eine Forderung der Anschaulichkeit. Mathematisch gesehen sind das alles nur Wahrscheinlichkeitsfunktionen. Aber ist es nicht möglich, auch mathematisch zwischen Teilchen und Bewegung zu unterscheiden ? Die Funktion \(e^{i\Omega t}\) ließe sich doch aufspalten.

Die unterschiedlichen Schwingungsformen, rotierende und translatorische (z.B. Photonen) Schwingungen, bieten sich als Unterscheidungsmerkmal an. Man braucht nur eine zusätzliche Bedingung. Z.B. \(\Omega = \omega + \dot r / r\). Über \(\omega\) wird die Rotation abgebildet, die Materie repräsentiert, und über \(\dot r / r\) die radiale Ausbreitung, die Strahlung darstellt. Und jede Kombination im Sinne einer Teilchen / Welle - Unterscheidung ist möglich.

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46 QFD 02 Jul 2019 17:34 #53618

Gibt es eine verständliche Erklärung, weshalb Teilchen mit so hoher Masse virtuell sein können?

Dass virtuelle Teilchen aus einer rein mathematischen Beziehung bestehen, kann ja nicht sein, da sie bei ausreichender Energiezufuhr real werden.

Was bedeutet das überhaupt, wenn die Teilchen real werden?
Unterhalb des Schwellwertes ist die Energie aller an der Wechselwirkung beteiligten Teilchen in der Summe unverändert, nach Überschreitung des Schwellwertes geht schlagartig die Substanz in die Masse des virtuellen Teilchens über, damit es real wird?

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46 QFD 06 Jul 2019 17:23 #53753

Ich hab das ganze nochmals in Ruhe reflektiert und meinen Gedankenfehler gefunden:

Ich hatte die Zeit nicht berücksichtigt.
Die wurde im Video klar dargestellt. Da diese Art des Denkens allerdings nicht meiner Alltagserfahrung entspricht, hatte ich dies nicht berücksichtigt.

Ich finde den Umgang der Physiker mit der Sprache auch sehr nachlässig.
Wir sprechen von virtuellen Teilchen, obgleich die Eigenschaft dieser virtuellen Feld-Anregungen keinesfalls wirklich eindeutig auf Teilcheneigenschaft hinweist.
So ist es für mich kaum verständlich, dass etwas mit relativ hoher Masse entsteht, 70% LG erreicht und wieder verschwindet. Ein Teilchen müsste dafür beschleunigt werden.
Ich denke wir haben es im virtuellen Bereich ebenso wie bei der Berechnung des magnetischen Moments mit mehr als nur den Eigenschaften zu tun, die für uns bei realen Teilchen messbar sind.
Offenbar liegt es in der Natur der Dinge, dass die Anregungen von Feldern unterhalb des Planck’schen Wirkungsquantums mehr (oder alle) Freiheitsgrade besitzen. Die Bezeichnung „Teilchen“ ist aus meiner Sicht einschränkend, da es eine Vergleichbarkeit der Wirkung suggeriert.

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46 QFD 14 Jul 2019 00:22 #53975

Das Problem ist denke ich eine Überinterpretation von etwas, das lediglich mathematische Terme beschreibt, die in einer Reihenentwicklung vorkommen. Es gibt auch andere Methoden in der Quantenfeldtheorie, in denen dann keine "virtuellen Teilchen" vorkommen.

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46 QFD 15 Jul 2019 20:34 #54061

Ferragus schrieb: Das Problem ist denke ich eine Überinterpretation von etwas, das lediglich mathematische Terme beschreibt, die in einer Reihenentwicklung vorkommen. Es gibt auch andere Methoden in der Quantenfeldtheorie, in denen dann keine "virtuellen Teilchen" vorkommen.


Nun, die Anregungen der Felder, die „Virtuelle Teilchen“ genannt werden haben eine Wirkung.
Damit sind es nicht nur mathematische Terme sonder eine physikalische Wirkung die durch mathematische Terme beschrieben werden kann.

Diese Wirkung zu veranschaulichen kann durchaus in die Irre führen. Allerdings ist die Veranschaulichung auch Voraussetzung, etwas zu begreifen.

Dafür brauchen wir Begriffe – also Wörter, die eine Bedeutung haben.

Mathematik kann uns helfen, unsere Vorstellung zu überprüfen und eine Richtung vorzugeben. Allerdings werden uns Formeln alleine nicht dazu bringen, die Welt zu verstehen.

Insofern ist es sinnvoll die Begriffe so zu wählen, dass die Bedeutung dem allgemeinen Sprachgebrauch möglichst nahe kommt.

In jeder zweiten Astronomiesendung von Harald Lesch ist er genötigt, zu erklären, weshalb er den Begriff „Metalle“ anders verwendet als im allgemeinen Sprachgebrauch.

Die Sendungen von Harald Lesch und Josef Gaßner und auch dieses Forum bilden eine Brücke zwischen der Allgemeinheit und der wissenschaftlichen Forschung. Dies ist sinnvoll, da die Forschung finanziert werden muss, was eine Akzeptanz in der Bevölkerung voraussetzt. Auch Kontrolle ist wichtig. Und letztendlich wird durch diese Maßnahme auch Nachwuchs an die Wissenschaft herangeführt.

Sprachliche Barrieren durch abweichende Begrifflichkeiten sind dabei nicht hilfreich.

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46 QFD 18 Jul 2019 06:55 #54144

Mal ne Dummy-Frage, wie ist das formal - sind die Quantenchromodynamik und die Quantenflavourdynamik in der Literatur auch Teilgebiete der Quantenelektrodynamik?

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46 QFD 18 Jul 2019 20:38 #54153

DidiH schrieb: Mal ne Dummy-Frage, wie ist das formal - sind die Quantenchromodynamik und die Quantenflavourdynamik in der Literatur auch Teilgebiete der Quantenelektrodynamik?


Nein, sie gehen darüber hinaus. Es gibt ja die 4 bekannten Grundkräfte, die elektromagnetische Kraft, die starke Kernkraft (chromodynamik), die schwache Kernkraft (flavourdynamik) und die Gravitation (Sonterfall ART).

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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46 QFD 19 Jul 2019 22:33 #54173

Als Einstieg empfehle ich folgendes Video

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