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THEMA: Neutrinos und Komplementarität

Neutrinos und Komplementarität 06 Dez 2015 16:54 #1552

Hallo liebe Fangemeinde,

anläßlich der letzten beiden Videobeiträge von Herrn Fischer und Herrn Gaßner, - der eine berichtet von der Komplementarität, also der Teilchen- Welleeigenschaften von Elementarteilchen, der andere von Neutrinooszilationen -, drängt sich doch der Gedanke auf, ob und bei welchen Eigenschaften wir bei den Neutrinos eigentlich das Komplementaritätsprinzip erkennen können. Neutrinos sind Elementarteilchen, also nicht weiter teilbar. Sie scheinen eine Masse zu besitzen, alle drei Sorten jeweils eine eigene Masse. Das Elektronneutrino ist dabei das leichteste, dann folgt das Myonneutrino, etwas schwerer und dann das Tauneutrino, das schwerste. Wenn wir im Teilchenbild bleiben und diese Oszillationen zur Kenntnis nehmen, dann bekommen wir Schwierigkeiten mit der Art der Energieumwandlung. Denn wie kann es sein, daß ein Elektronneutrino, wenn es unterwegs ist, sich zum Myonneutrino wandelt, also schwerer wird und dann auch noch zum Tauneutrino wird, also noch schwerer wird und dabei langsamer und wenn es sich weiterbewegt, die umgekehrte Verwandlung durchmacht. Es wird wieder leichter und damit schneller. Das kann ja nur dann so sein, wenn kinetische Energie abgebaut wird und sich in Masse transformiert und umgekehrt. Also die Summe aus m x c² + 1/2 m x V² bleibt konstant, beide wandeln sich aber ineinander um. Zuerst werden sie schwerer und langsamer und dann wieder leichter und schneller. Woher sollte die Energie für die Massenzunahme sonst kommen, wenn nicht aus der kinetischen Energie? So etwas kennen wir aus der übrigen Physik eigentlich nicht. Jedenfalls ich nicht.
Begeben wir uns ins Wellenbild, so ordnen wir jeder Neutrinosorte einen charakteristischen Wellenzug zu, dessen Wellenlänge von der Energie abhängt. Dann überlagern wir die drei Wellenzüge und stellen fest, dass der eine Wellenzug dem anderen seine Energie zeitweise leiht. Aus dem Elektronneutrino wird ein Myonneutrino und aus diesem wird ein Tauneutrion. Das Tauneutrino als das Massereichste vereinigt quasi auf sich auch die Energie der beiden anderen Neutrinosorten. Alle drei Wellenzüge haften quasi aneinander und reisen mit der Geschwindigkeit durch den Raum, die ihnen aus der sie verursachenden Kernreaktion mitgegeben wurde. Lichtgeschwindigkeit kann es nicht sein, da die Neutrinos ja offensichtlich eine Ruhemasse haben. Also wie jetzt: Ein Teilchen, das unterwegs kinetische Energie in Masse umwandelt oder Wellenzüge, die sich überlagern und dabei Energie von einem Wellenzug auf den anderen übertragen, das ganze Paket aber nicht mit Lichtgeschwindigkeit reist. Da die Neutrinos über keine Ladung verfügen, haben sie auch kein sie umgebendes Feld. Von den Elektronen wissen wir, daß sie in Ruhe ein elektrisches Feld besitzen und in Bewegung ein magnetisches Feld. Das korrespondierende Photon (Ruhemasse =0) ist mit c unterwegs und hat beides, also ein elektromagnetisches Feld, das da schwingt. Ein Neutrino hat das nicht! Was also schwingt da? Kann man in der Neutrinophysik überhaupt mit dem Feldbegriff etwas anfangen? Die Frage, die sich also stellt ist die: Wo findet man in der Welt der Neutrinos den Kompementaritätsgedanken wieder und in welchen Ausprägungen stellt er sich dar?
Wenn also auch für die Neutrinos das Bild der Komplementarität eine Berechtigung haben soll, dann ist dieses Bild, das wir heute von Neutrinos haben, irgendwie unvollständig. Es hat keine verwandten Züge mit der uns bekannten Welt. Trotzdem sind sie in den Sternen für die Nukleosynthese notwendig. Ohne sie gäbe es keine schweren Elemente. Aber wenn sie dann dort ihren Job vollbracht haben, sind sie auf der Flucht.
Und jetzt zum Schluß noch dieses:
Mir kommt das in etwa so vor:
Es ist so eine Art Abgasqualm, der bei Kernreaktionen entsteht und sich dann auf und davon macht, offensichtlich voller Freude darüber, daß sie der Gluthitze der Sterne und der Sternexplosionen entkommen konnten und dann mit Nichts und Niemand mehr etwas zu tun haben wollen und dabei auch noch einen Oszillations - Eiertanz aufführen.
Wenn hier jemand über tiefere Einsichten verfügt, soll er dies bitte kundtun. Ich würde mich jedenfalls sehr darüber freuen, wenn es Reaktionen gäbe.

für heute euer
Thomas

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Neutrinos und Komplementarität 06 Dez 2015 17:28 #1554

Die Neutrino Oszillationen finde ich auch (zumindest bezogen auf unser normales Teilchenkonzept) sehr merkwürdig.

Offenbar scheinen diese Oszillationen Neutrino-spezifisch zu sein. Bei Elektronen, Myonen und Tauonen ist ein analoger Effekt offenbar nicht bekannt. Warum das so ist, ist mir nicht bekannt.

Eines denke ich kann man aber sagen: Die Neutrino Oszillationen führen offenbar nicht zu einer merklichen Abbremsung der Neutrinos. Woher wissen wir das? Bei der Supernova 87 in der Magellanschen Wolke kamen die Neutrinos ja fast zeitgleich mit den Photonen auf der Erde an. Bei der langen Wegstrecke muss es ja unterwegs immer wieder zu Oszillationen gekommen sein.

Oder die Ruhemasse selbst des Tauon Neutrinos ist so klein, dass auch für dieses v fast gleich c gilt. Neutrinoenergien liegen etwa in der Größenordnung MeV, daher müssten die Ruhemassen unterhalb von vielleicht 1eV liegen, damit die Neutrionos solche ultrarelativistischen Geschwindigkeiten erreichen können.

Da Neutrinos sich in der Regel relativistisch bewegen, müsste im Fall der Energieerhaltung der Faktor Gamma=m0/wurzel(1-(v/c)^2) konstant bleiben.

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Neutrinos und Komplementarität 06 Dez 2015 18:09 #1555

Hallo Claus,
ja, die Neutrinogeschichte im Zusammenhang mit der Supernova 1987A kenne ich. Daß die hochrelativistisch unterwegs waren, liegt auf der Hand. Auch die, die von der Sonne kommen, sind mit nahezu Lichtgeschwindigkeit unterwegs und die , die das Cern ins Gran Sasso Massiv geschickt hat, ebenfalls (beihnahe mit Überlichtgeschwindigkeit wegen der Putze :P ) Es soll aber auch thermische Neutrinos geben, die als Relikt des Urknalls sehr träge durch die Raumzeit gleiten (Teilchenbild) oder mit gedehnter Wellenlänge ähnlich der Photonen der Hintergrundstrahlung unterwegs sind (Wellenbild). 300 pro cm³ sollen es in etwa sein. Da diese kaum noch über kinetische Energie verfügen (Teilchenbild) oder sehr Langwellig sind (Wellenbild), käme deren Energieinhalt quasi deren Ruhemasse sehr nahe. Leider gibt es offenbar aber keine Möglichkeit, diese experimentell zu verifizieren. Leider hab ich auch noch nirgendwo lesen können, um welche Sorten von Neutrinos es sich bei diesen Urknallrelikten handelt und wie sie verteilt sein sollen. Daß sie also Energievariabel sind und offensichtlich mit der Zeit gehen, scheint also auch denkbar. Aber richtig ist, daß bei relativistischen Neutrinos ihre Ruhemasse offensichtlich sehr klein ist im Vergleich zu ihrer hochrelativistischen Gesamtenergie. Seh ich auch so.
danke Claus
Gruß
Thomas

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Neutrinos und Komplementarität 08 Dez 2015 05:16 #1561

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Hallo die Herrn, bei Neutrinos war ich immer vorsichtig die waren am Anfang wie Geister bei mir. nun scheinen diese etwas zu formen im Universum, Materie ist denen egal, bis auf eine gewisse Schwankung, der Schwankung die da wohl schwingt auf den Neutrinos ihre ebene, schon lange setze ich diesen postulierten Fluktuationen als eine Grundvoraussetzung dessen was da ist, und im Endeffekt nur einer Frequenz entspricht, die wohl auch Druck erzeugen kann wie Casimir-Effekt es zeigt., was hier meine frage ist ob Diese Oszillation der Neutrinos zufällig verläuft oder eine Art Interferenzmuster erkennbar ist?..

zurück bei den Neutrinos die für Nukleosynthese in Population 3 Sternen verantwortlich gewesen sind soll der Spaß bei t=1s begonnen haben, bis dahin sind diese durch die Elektronen Reaktion im Gleichgewicht gewesen, ab t=1s soll es ein kosmisches Neutrino Hintergrund geben. Diese werden ein Namen wie Relic-Neutrinos scheinbar bekommen, und mit dem PTOLEMY Experiment möchte man sie Nachwiesen,

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Neutrinos und Komplementarität 08 Dez 2015 11:20 #1564

Hallo Chris

Ptolemy Experiment? Noch nie gehört! Weißt du da etwas mehr darüber? Ich kann da nur soviel ergänzen, daß es offenbar so ist, daß der Flavourwechsel, also das Verwandeln von einer in die andere Neutrinosorte geschwindigkeitsabhängig ist. Je schneller die Neutrinos unterwegs sind, desto langsamer wandeln sie sich in die anderen Geschmäcker um. Das ist verträglich mit der speziellen Relativitätstheorie (Zeitdilatation). Umgekehrt, je langsamer sie sind, desto schneller geht diese Umwandlung von statten. Diesen Zusammenhang haben japanische Kollegen mit Hilfe von Neutrinos aus Kernkraftwerken herausgefunden. Stammen sie also aus der primordialen Nucleosysthesephase, dann sollten sie heute entsprechend langsam sein und der Logik folgend sollten sie sich sehr schnell in die jeweilig anderen Flavours verwandeln. Liegen die Massen von Elektronneutrino und Myonneutrino bei etwa 1 eV, dann können sie sich nur um etwa 10 hoch -5 eV unterscheiden, also nur ein sehr kleiner Massenunterschied. Wenn man bedenkt, daß ein Elektron eine Masse von etwa 0,5 Mev hat, dann kann man sich vorstellen, wie winzig diese Neutrinos eigentlich sind. Es könnte auch sein, daß bei diesen thermischen Neutrinos die Flavours so ineinander geschoben sind, daß sich hier keine Flavours mehr unterscheiden lassen oder mit anderen Worten, daß die Auftrennung in Flavours ein Geschwindigkeitsartefakt ist. Könnte ja sein! Ein Experiment, das solche energiearmen und verwandlungsfreudigen Superminiteilchen detektieren soll, ist mir nicht bekannt. Deshalb wäre ich da schon neugierig, wie man das anstellen will.

Gruß
Thomas

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Neutrinos und Komplementarität 09 Dez 2015 04:19 #1573

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Grüße dich.
Ich kenne die auch erst 1 Tag und bereits jetzt schon möchte ich vorerst damit vorsichtig machen, Das zu viel. Detektion von kosmischen Neutrino Hintergrund läuft über Linkshändige Neutrinos und Rechtshänder Antineutrinos mit oder von Beta-zerfallenden Kernen, was auch immer es zu bedeuten hat, es ist mir noch zu viel auf einmal, aber Ihnen Hilft es bestimmt weiter ist recht Aktuelle Zusammenfassung Von Majorana- und Dirac-Fermionen Lese ich dort auch zum ersten mal.... Also für mich, noch nicht. :D

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