Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo @all,

man hat gelernt, es gibt 4 fundamentale Kräfte mit zugehörigen Austauschteilchen.

Meine Frage: Gehören magnetische und elektrostatische Kräfte auch zu den Fundamentalen?
Dann hätte ich nämlich ein (Verständnis-)Problem. Um meine zwei Neodym-Magnete zusammenzuführen, benötige ich eine gehörige Portion Kraft/Energie. Von Photonen ist dabei aber nichts zu sehen.:D
Könnte man aus der Wirkung von Austauschteilchen diese vergleichsweise riesigen Effekte herleiten?

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

moin quick,

dein Link zeigt schon mal bissele was. Der hier ist besser: Grundkräfte der Physik. Da komen auch dene Neodyms unter Magnetismus, elektromagnetische Kraft mit rein. Elektrische und magnetische Komponenten sind hier zusamengefasst. Und ich alles Vergesser wusste mal eine elegenate Erklärung für die Zusammenfassung, P.g.

Gruß Uranor

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Ja! Man könnte.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo Querkopf,
hallo Uranor,

Bei Wikipedia und weiterführenden Links stoße ich immer nur auf diese "phänomenologischen" Kraft-Gleichungen (gleiche Form für Gravitation, Elektrostatik/Magnetostatik).
Wo bleiben die Austauschteilchen, welche Rolle spielen sie denn, um diese Kräfte zu erzeugen?
Da steht z.B.
"Die Ursache magnetostatischer Felder sind bewegte elektrische Ladungen bzw. ihnen äquivalente Gleichströme mit der Wirbeldichte:
rot H(r) = J_L(r)."
Na, toll! :rolleyes:
Wo sind denn die bewegten Elektronen in meinen Magneten und wo/was die Austauschteilchen dazwischen?

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

moin quick,

so was richtig griffig lesbares konnte ich da auch noch nicht finden. Feldtheorien befassen sich mit der Wirkungsweise. Aber eine Tauschteilchen-Theorie? Pionen und Kaonen übernehmen die Tauscharbeiten im Kern. Die Gluonen der WW Stark arbeiten auf dem virtuellen Dirac-See.

Zum magnetischen Moment des Neutron stellt man sich eine besondere Konstellation im Aufbau vor. Das fand ich im Artikel:
In den 60-gern hatte ich ein Buch eines Expirimentalphysikers in den Fingern. Und... Ja, die Erkenntnisse blieben nicht stehen. Das Büchlein "Das Neutrino" zeigte expirimental die Hintergründe zur Entdeckum der "Durch_alles_Durchgeher". Zu den Quarks sollte es neueres geben, als was ich kannte. Usw. Erkundungstouren stell ich mir durchaus ergiebig vor...

Das Elektron vermittelt die elMag-Kraft. Das Tauschteilchen ist das Photon. Nun frag mal einen Magneten, ob in seinem Innern Elektronen im ausgerichteten Verbund arbeiten, ob im Innern Photonen getauchscht werden. Grundsätzlich ist nur die molekulare ausrichtung bekannt. Je sauberer die Ausrichtung (Beispiel Neodym), desto ausgeprägter das Feld.

Und das ist dann offenbar des Pudels Kern, der Stand der Forschung. Die Kraft zeigt sich im Aufbau elektrischer und magnetischer Felder. Dabei werden die kleinen Dinger aber nicht verbraucht. Was unterhält die Felder? Ist wie beim Dirac-See das Quantenvakuum, die Virtualität zuständig? Auch für die WW Gravitation kann ggf. die Virtualität zuständig sein. Forschern wie Rueda und Haisch gelangen bisher keine überprüfbaren Aussagen. Der LHC wird erkunden, wie es nicht funktioniert. :D

Und mein Name ist
Uranor
ich weiß von rein gar nix.
:p

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Photonen vermitteln die elm. Kraft - deine Magneten natürlich inklusive. :)

Da Photonen Bosonen sind (Spin 1), können beliebig große Anzahlen von ihnen
dieselben Quantenzustände besetzen und so makroskopisch beobachtbare
Kräfte erzeugen.

Fermion-Felder dagegen (Elektron etc.) können das nicht wegen Pauli-Prinzip.

Zum anderen ist die Reichweite der elm. WW aufgrund der Masselosigkeit
des Photons groß, sodass sie auch auf makroskopische Entfernungen noch
wirkt; das wiederum können die W-Bosonen der schwachen WW nicht.

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo Uli,

Die einzelnen Aussagen sind mir so schon geläufig, dennoch habe ich hier wohl Verständnislücken.:o
Wenn zwischen meinen Magneten eine elm. Kraft besteht und Photonen die Austauschteilchen sind, muß ich mir dann vorstellen, dass ich die Photonen stauche oder auseinanderziehe, je nach Polstellung? Oder wie kommt sonst der Druck oder Zug zwischen den Magneten durch die Photonen zustande?

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo Uranor,

Ich hoffe doch sehr, dass der Stand der Forschung weiter ist, als wir hier.:)
Du stellst Dir ähnliche Fragen, wie ich.
Seien wir gespannt, wer für uns Antworten hat.

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

salve quick,

Hmm, das ist es. Selbst hat man nicht mal ein lausiges Taschenlabor. Immerhin, wir dürfen verstehen lernen, was die Laborbesetzer :D herausgefunden haben.

Gruß Uranor

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Virtuelle Teilchen transportieren trotz ihrer Virtualität Impuls und Energie. Das heisst, die Objekte die über Austausch virtueller Teilchen miteinander wechselwirken (deine Magnete), erfahren ein Impulsänderung.
Impulsänderung = Kraft

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Danke Uli, auch von mir. Der Aspekt will enorm weiter bringen.


Dabei fällt mir mal wieder auf, dass ich denke (dachte), in der Virtualität würde ausschließlich der Quantenzufall gelten. Unbeschadet zeigen sich alle Beobachtungen reproduzierbar (Casimir-Druck, Kräftewirkungen). Der Quantenzufall wirkt sich auf den Makro-Skalen ausgeglichen aus?

Allerdings ist mir klar, dass sich die Virtualität kausal auf die physikalische Situation bezieht. Nur sag das mal meinem Kopf, solang er offenbar allein sowas denkt. Kann an dem Gedankengang was dran sein?

Gruß Uranor

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

:D :D :D

mfg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo Uli,

Jetzt sprichst Du pauschal von Teilchen. Welche Art ist es aber genau zwischen den Magneten.
Wenn es Photonen sind, die Energie und Impuls austauschen, warum nutzt es dann aber nichts, einen Magneten vor und hinter z.B. einer Solarzelle aufzustellen, um (mehr) Strom zu erzeugen? (Magnetismus funktioniert sogar bei Dunkelheit, Solarzellen nicht).

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Wie eine Kraft entsteht hat Einstein 1920 (Rede zu Leiden) erklärt!

Rede zu Leiden

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Es sind immer noch PHOTONEN. :)
("immer noch", weil ich das bereits im letzten Posting sagte.)

Die Physik von Photonen (die Quantenelektrodynamik) geht im klassischen Grenzfall (also für deine Magneten etc.) in Maxwells Elektrodynamik über. Diese liefert dir die bekannten Antworten.

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hmm, wie soll ich sagen ?
Der "Quantenzufall" spielt auf makroskopischer Eben kaum noch eine Rolle.
Mal ein Beispiel: wenn wir für die Ortsmessung eines Elektrons eine Vorhersage machen können, die zwangsläufig eine Unsicherheit von ein paar Angstrom aufweist, dann mag das ein gewaltiger Effekt sein. So eine Unsicherheit ist im Makroskopischen aber eher irrelevant.

Zudem ist es zwar so, dass der Zufall eine entscheidende Rolle spielt in der Quantenphysik; dennoch läuft aber das Geschehen nach Gesetzmäßigkeiten ab. Die sogenannten Erwartungswerte (die wahrscheinlichsten Werte einer Messung, sozusagen die Peaks der Wahrscheinlichkeitsverteilungen) folgen den makroskopischen Bewegungsgleichungen, wenn man fliessend zu den Skalen der klassischen Physik übergeht.

Das ist ein schwieriger Satz: "Virtualität bezieht sich kausal auf die physikalische Situation".
Eines ist gewiss: virtuelle Quanten verletzen keineswegs die Kausalität. Relativistische Quantenfeldtheorien haben die Kausalität derart implementiert, dass Ereignisse mit raumartigem Abstand voneinander sich nicht beeinflussen können. (Ein Abstand zwischen 2 Ereignissen ist "raumartig", wenn sie nur durch ein überlichtschnelles Signal miteinander verbunden werden könnten).

Das sichert Kausalität.
Diese Eigenschaft ist notwendig, da die zeitliche Reihenfolge solcher Ereignisse (d.h. mit raumartigem Abstand voneinander) nach Spezieller Relativität vom Betrachter (InertialSystem) abhängen würde; der eine sähe Ereignis A vor B und der andere umgekehrt. Deshalb muss ausgeschlossen werden, dass A die Ursache von B sein kann und umgekehrt. Ansonsten würde es paradox akausal.

Beantwortet das deine Frage ?

Gruss, Uli

PS. Zu den verwendeten Begriffen: ein Ereignis ist in der SRT durch 4 Koordinaten (Ort und Zeit) definiert; mit "Abstand" meine ich den "Minkowski-Abstand" der SRT.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Lies nochmal das Thema dieses Threads: es wurde nach Kräften gefragt. Musst du bei jeder Gelegenheit deine dusseligen Äther-Ideen an den Mann bringen ?
Ich finde, dein Post ist nichts als unerwünschter Spam.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Wie werden, deiner Meinung nach, die Kräfte durch den Raum übertragen (z.B. vom Mond zur Erde - Ebbe/Flut) ? Es kann nicht sein, dass die Kräfte durch "Nichts" übermittelt werden!
Außerdem, es sind Einsteinsche Ideen.
mfg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Die Ströme entstehen durch Rotation der Elektronen (Spin). Im Inneren des Magneten heben sich diese Ströme aus Symmetriegründen auf, so dass nur eine Stromkomponente an der Magnetoberfläche übrig bleibt (Spinstrom).

mfg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

zur Ergänzung bzw. Konkretisierung:
Ursache sind die magnetischen Momente der Atome; diese setzen sich zusammen aus Beiträgen der Hüllenelektronen und dem magnetischen Moment des Kerns (wegen Kernspin). Die magnetischen Momente der Elektronen wiederum haben einen Anteil wegen Bahndrehimpuls und einen weiteren aufgrund des Elektronen-Spins.

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

*lob* criptically,

bleib so, so kommt das gut. ;) Hier mal einer unter vielen Links, Reiner Spinstrom - Neuer Effekt in Regensburg entdeckt, dann Neues vom Spin-Hall-Effekt.

Zur Übermittlung der Kräfte wird doch gesprochen. Berücksichtige einfach, egal on zwischen Erde und Mond oder zwischen benachbarten Atomen, die Virtualität ist aktiv. Das ist das, was du mit dem Äther tun möchtest. Doch es ist nicht einfach vorhanden sondern entwickelt sich ständig im Hintergrund auf den virtuellen Potentialen. Keine grüne Grütze sondern farblose Energie stellt den Hintergrund. Da sich sonst nix tut, kommen die Wirkungen beachtlich.




salve Uli,

jau, deine Erklärung hat für Beleuchtung gesorgt.

Prima, dass die Natur unsere Denkschemata nicht überstrapaziert. Sie müsste es nicht, wenn sie nur innerhalb der Kausalität bleibt. Von nicht stimmigen Beobachtungen weiß jedenfalls niemand zu berichten.


Mir war halt nicht klar, in welchen Größenordnungen sich der Quantenzufall abspielt. Also sind die Skalen doch recht klein... Und doch bestehen die physikalischen Strukturen irgendwo innerhalb der doch recht geringen Hintergrundaktivität. Wir können noch lang nicht sagen, worauf die existentielle Heraushebung beruht. Quantenzufall scheint als Anlass also unwahrscheinlich zu sein.


Gruß Uranor

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo criptically,

Ich bin zwar mit meinen Überlegungen noch nicht zu Ende gekommen, aber die verschiedenen Austauschteilchen als Verursacher der jeweiligen Kräfte zu betrachten, ist doch einfach logischer, als ein Medium anzunehmen, welches merkwürdig "entartete Eigenschaften" aufweisen muß, um Kräfte der unterschiedlichsten Stärken und Arten zu übertragen.
Nur meine Vorstellung, dass es sich dabei um einen Austausch wie bei Ballspielern handelt, ist wohl zu simpel/naiv.

Wieso hebt sich das Eine aus Symmetriegründen auf, das Andere nicht?

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo Uli,

Verstehe ich das jetzt richtig? Es geht bei der Kraftübertragung zwischen Magneten um die dynamische Wirkung der virtuellen Photonen, die "in der Summe" mit Maxwell beschrieben werden kann.
Unterscheidet die Quantenelektrodynamik zwischen virtuellen und "echten" Photonen?

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Die QED erklärt die elektromagnetische Kraft durch den Austausch virtueller Photonen. Auf makroskopischer Ebene geht diese Beschreibung in die Maxwellsche Elektrodynamik über.

Die QED unterscheidet zwischen virtuellen und reellen Photonen - genauso wie übrigens zwischen virtuellen und reellen Elektronen, Positronen etc.. Diese Unterscheidungen kennen alle gängigen Quantenfeldtheorien (QCD, elektroschwache Theorie, Grand Unification, SUSY, ...) für alle ihre Teilchen / Felder.

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Es ging aber nicht um Einstein.
Es wird etwas eintönig und fad, wenn bei jeder Gelegenheit künstlich das Thema "Einstein" an den Haaren herbeigezogen wird. Es gibt noch andere - z.T. sicherlich nicht weniger interessante - Themen als die Relativitätstheorie.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Das ist richtig; diese Vorstellung lässt die virtuelle Natur der Austauschteilchen außer Acht. Aus dem Zuwurf von Bällen (will sagen; reellen Teilchen) könnten ja auch nur abstoßende Wechselwirkungen entstehen.

Virtuelle Teilchen dagegen können auch Anziehung generieren. Um das zu verstehen, müsste man aber in die Formalismen der Quantenfeldtheorie eintauchen. Virtualität ist ein reines Quanten-Phänomen, das in unserer makroskopischen Welt kein Analogon hat. Wenn man das verstehen will, dann führt kein Weg vorbei an der Beschäftigung mit der Quantentheorie.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo Uli, @all

vielen Dank für die Beiträge zum Thema.
Ich habe das Gefühl, wir sind jetzt in der richtigen Spur.
Wie man sieht, kann auch ein virtueller Gedankenaustausch "Kräfte" in in einer bestimmten Richtung freisetzen und die Gruppendynamik spielt hier wie dort (s. Spintronik) auch eine bedeutende Rolle. :)

Uli, entschuldige -ich muß Dich weiter "löchern".
Korreliert die Kraft zwischen Magneten dann mit einer hohen Dichte der virtuellen Photonen? Und gibt es da auch so etwas wie ein Spektrum an Energien?

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo quick,


dieses Medium ist ebenfalls aus Teilchen aufgebaut, welche polarisiert werden können (Verschiebungspolaristion), und nur deshalb entsteht in diesem Medium ein Feld. Das Feld ist also aus Dipolen aufgebaut und die Kraft wird durch direkte Berührung zwischen Teilchen und Dipol übertragen. Die QED betrachtet diese Dipole als Photonen (was auch teilweise richtig ist) die im Grunde virtuelle Elektron-Positron-Paare sind.

Im Magnetinneren gibt es immer zwei entgegengesetzte Ströme, am Außenrand nicht.

mfg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo criptically,

Das wäre aber recht merkwürdig.:D
Man hätte drei Ströme: Zwei, die sich kompensieren und einen äußeren. Es sollte dann doch gelingen, diesen äußeren Strom abzuzapfen.
Der Magnetismus beginnt nun aber schon bei einem einzelnen freien Elektron (Elementarmagnet), wie sollte das gehen?
Welcher Mechanismus befiehlt Deinem "Medium" sich z.B. elektrostatisch abstoßend und magnetisch anziehend zu verhalten.? Es gibt da mindestens 4 Kombinationsmöglichkeiten.

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Es ist sicher so, dass eine extrem hohe Anzahl virtueller Photonen für diese Kraft verantwortlich ist. Der Austausch geschieht hauptsächlich entlang der Feldlinien. Aber Vorsicht: diese Photonen sind virtueller Natur und haben nichts mit Licht zu tun (reelle Photonen). In der Praxis beschreibt man solch makroskopische Situationen aber nicht mittels Photonenaustausch; es ist einfach unpraktisch. Aber dennoch ist es prinzipiell so.

Ich überlasse vielleicht dem Erfinder der QED das Schlusswort meiner Rede hier:
aus
R.P Feynman: QED - Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie
Verlag Piper, ISBN 3-492-21562-9
9,90 DM seinerzeit

... ein Buch, das dich vielleicht interessieren könnte (auch ohne Physikstudium lesbar)

Gute Nacht,
Uli

Nachtrag:
in den Wikipedia-Archiven findet man übrigens, dass die Autoren des "Magnetismus"-Beitrags den Punkt, ob dabei ein Austausch virtueller Photonen stattfindet, recht kontrovers diskutiert haben:
http://de.wikipedia.org/wiki/Wikiped...rchiv/2007/Sep

und die Antwort dazu

Letztere ist auch meine Meinung und sicher richtig. :)

Diese Diskussion zeigt aber auch, dass deine Fragen gut genug sind.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Virtuelle Photonen gibt es nicht. Sie entziehen sich jeglicher Beobachtung (die inneren Linien in den Feynman-Diagrammen), sind in keinem Experiment nachweisbar. Es handelt sich lediglich um ein Beschreibungskonzept, das didaktisch zwar sehr schön ist, aber trotzdem nichts mit messbaren physikalischen Vorgängen zu tun hat. Und etwas nicht wirklich Reales kann nicht für eine messbare Kraft (Elektromagnetismus) verantwortlich sein.

Hier zeigt sich die Beschränkung der QED auf mathematischen Formalismus besonders eindrücklich. Etwas anderes ist auch nicht zu erwarten, wenn sogar einer der drei Mitbegründer der QED zugegeben muss, dass niemand (auch er selbst nicht) die QM/QED wirklich verstanden hat. Anderereseits ist Feynmans Pfadintegralismus schlichtweg eine geniale Methode, um damit eine vielschichtige Prozessaufgabe quantitativ zu lösen. Die Einführung von Geistfeldern (Fadejew-Popow) - als formaler Rechenhilfe - zeigt uns aber wieder allzudeutlich, dass wir es mit einer vorwiegend mathematischen Theorie zu tun haben, die das Wesen der Dinge nicht erklären kann.

Gr. zg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

In der QED kann ich mich um die Geister aber auch ganz gut drücken, in dem ich ein massives Photon annehme und dann die Masse im Propagator gegen Null gehen lasse.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Können tut man viel. Die Frage dabei ist, was denn das Bessere wäre? Sollte nicht das Einfachere bevorzugt werden? Gibt es gleichwertige Theorien zur QED, die dasselbe leisten?

Gr. zg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Aus praktischer Sicht ist es sicherlich einfacher die Masse gegen Null gehen zu lassen.
Aus Didaktischer Sicht bietet es sich an den Umgang mit Geisterchen am relativ einfachen Beispiel der QED einzuführen und zu üben, weshalb das in den meisten Lehrbüchern auch so gemacht wird.
Ansonsten ist die QED einfach nur verdammt gut.

Virtuelle Photonen sind nicht mehr oder weniger real als alle mathematischen Konzepte der Theoretischen Physik, wie z.B. Ladungen, oder Elektronen. Es handelt sich aber um ein Konzept, das die Experimente hervorragend zu beschreiben weiß.


Bevor sich aber jetzt alle Welt um virtuelle Photonen streitet, wäre es vielleicht einmal Sinnvoll auf nicht Störungstheoretische Konzepte zu blicken.

Da wäre z.B. das Maxwellfeld. Ich nehme einen allgemeinen Lagrangian für das Photonfeld und koppel ihn an einen Viererstrom. Den Propagator kann ich ohne Störungstheorie ausrechnen (wenn ich denn will auch über Fadeev – Popov, auch wenn’s etwas übertrieben ist).
Mit meinem Propagator in der Tasche kann ich dann mit relativ unspektakulärer Mathematik (nur ein bisschen Kugelkoordinaten und Residuensatz) mein Yukawa – Potential ausrechen, das die Wechselwirkung zwischen meinen Strömen beschreibt. Zufälligerweise ist das für ein masseloses Photonenfeld das bekannte Coulombfeld.
Fazit: Mein Photonpropagator beschreibt die Coulombwechselwirkung des klassischen elektromagnetischen Feldes.


Wie sieht das jetzt mit der Störungstheorie aus?

Ströme und Ladungen (also zusammengefasst Viererströme) werden von Teilchen getragen, also z.B. von Elektronen. Anstatt meines Vierervektors für den Strom wie oben, habe ich jetzt ein recht komplexes Feld für Elektronen und Positronen.
Da kann ich nicht mehr so einfach Propagatoren ausrechnen. Also mache ich es in Schrittweiser Näherung. Ich habe jetzt Propagatoren für freie Elektronen und freie Photonen und lasse diese miteinander interagieren um die Wechselwirkung zu bekommen (also nichts weiter als zwei Elektronen mit Coulombwechselwirkung).

Meine Arena ist das Vakuum.
Teilchen werden aus dem Vakuum erzeugt und in dieses vernichtet. Wechselwirkungen können mathematisch über Erzeugung und Vernichtung von Teilchen ausgedrückt werden (das ist sogar in der Einteilchen Quantenmechanik möglich)

Im ersten Schritt Erzeuge aus dem Vakuum an zwei Punkten in der Raumzeit Elektronen.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Was ist denn ein Propagator? Geht es hier um Teilchenbahnen bzw. die Ausbreitung eines Photons oder einer Welle?

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Ein Propagator in der QFT ist eine 2 - Punkt - Funktion, daher: Sie beschreibt die Zeitentwicklung eines Teilchens von A nach B. Das ist keine klassische Teilchenbahn (denn im Pfadintegralformalismus nimmt ein Teilchen alle Wege zwischen A und B zugleich), ich kann aber die klassische Teilchenbahn als Grenzfall daraus ableiten.

Ich kann allerdings auch Wellen durch ähnliche Greensche Funktionen beschreinben, dass ist dann die mathematische Variante der Huygensschen Prinzips (Fresnel).

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Bei meinem längeren Text ist irgendwie eine Menge verschluckt worden, ich werde das vervollständigen.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

...

Im ersten Schritt erzeuge ich an zwei Punkten in der Raumzeit Elektronen aus dem Vakuum.
Diese Elektronen sind durch einen Propagator charakterisiert, der ihre Ausbreitung in Raum und Zeit beschreibt. Nun sollen diese Elektronen Coulombinteragieren. Dazu erzeuge ich an einem Wechselwirkungspunkt ein Photon und vernichte meine Elektronen. Der Wechselwirkungpunkt ist also der Endpunkt für die Ausbreitung meiner Elektronen. Nun erzeuge ich neue Elektronen mit einem anderen Propagator (also mit einer anderen Ausbreitungsrichtung und Geschwindigkeit) und vernichte mein Photon wieder.
Der Photonpropagator dient also nur dazu die Ausbreitung der Elektronen gemäß der Coulombwechselwirkung zu ändern. Das Photon ist also ein mathematisches, ein Wechselwirkungsteilchen (oder virtuelles Teilchen).

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Das Vakuum ist deine Arena. Schön und gut, du erzeugst und vernichtest Teilchen (zumindest auf dem Papier); aber hast du das auch im Experiment durchgespielt in genau dem Sinne, d.h. mit einzelnen Partikeln?

Mit anderen Worten, beherrscht du das, was du mit kühner Kreide an die Tafel schreibst, auch in der physikalischen Praxis? Oder bleibt es virtuell?

Gr. zg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hi Querkopf (interessanter Name),

das sind leider böhmische Dörfer für mich. Kannst du kurz beschreiben, wie man Elektronen aus dem Vakuum erzeugt und zwar so, dass auch ein Laie dies einigermassen nachvollziehen kann?

Wie genau muss ich mir die Vernichtung von Photonen und Elektronen vorstellen?

Grüssle,

Marco Polo

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Ich habe mich durch geschickte Flucht ins Ausland sogar dem Fortgeschrittenenpraktikum in Deutschland entzogen (mein Vordiplom in Experimentalphysik habe ich allerdings mit 1 bestanden) um die Zeit für ein paar Mathevorlesungen frei zu haben und mache seitdem nur noch Theorie (Kaffe kochen kann ich aber mit etwas Hilfe) und zwischendrin auch.

Da mein Interesse aber mehr der Kondensierten Materie gilt (und Supraleiter oder Fluide gibt es nun einmal makroskopisch sichtbar) muss ich mir um die Experimente auch keine so großen Sorgen machen (abgesehen davon hat man da ja Emergenzeffekte und ich finde nichtstörungstheoretische QFT ohnehin viel spannender).

Und was die Streuexperimente in der Hochenergiephysik angeht, da vertraue ich ganz den Experten.


http://www.quanten.de/forum/showpost...6&postcount=62
(allerdings im kanonischen Formalismus) und in den darauf folgende Beiträgen.

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Natürlich sind sie nachweisbar; sie sind Teil der QED. Ohne virtuelle Photonen, Elektronen und Positronen funktioniert die QED nicht. Die Vorhersagen der QED enthalten unmittelbar Beiträge aus dem Austausch virtueller Teilchen ... und zwar je genauer die Rechnung - d.h. je höher die Ordnung der Störungstheorie - um so bedeutsamer werden ihre Beiträge.

Freilich existieren virtuelle Teilchen nicht in dem Sinne wie freie Teilchen das tun; sie hängen eng zusammen mit dem Formalismus der QED (Feynman-Regeln). So weit würde ich dir zustimmen.

Ein anderes Beispiel für die Vorhersagekraft virtueller Teilchen sind die Higgs-Bosonen der elektroschwachen Theorie. Obwohl noch nie gesehen als freie Teilchen, tragen sie als virtuelle Teilchen zu beobachteten Prozessen in höherer Ordnung bei, und zwar geht dabei ihre Masse als unbekannter Parameter ein. Daraus resultieren dann die bekannten Schranken auf die zu erwartende Higgs-Masse.

Kurzum: virtuelle Quanten sind aus Quantenfeldtheorien nicht mehr wegzudenken.

Widerspruch s.o. : sie tragen quantitativ und zwar auf berechenbare Weise zu Prozessen bei.
Sie sind natürlich ein Konzept sowie die gesamte QED "lediglich" ein Konzept ist - allerdings ein extrem erfolgreiches.

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Nach den Feynman-Regeln für die Konstruktion der Übergangsamplitude für einen Prozess entspricht jedem Element eines Feynman-Diagramms ein mathematischer Term, der in die Amplitude eingeht.
Der Term, der für innere Linien (virtuelle Teilchen) einzusetzen ist, wird Propagator genannt. Es ist eine Funktion von Ruhemasse und 4-Impuls des Teilchens - eine Funktion, die auf der Massenschale des jeweiligen Teilchens einen Pol hat. Den eigentlichen Beitrag erhält man dann durch Integration dieses Propagatorterms (und anderer Terme der Amplitude) über alle möglichen 4-Impulse des virtuellen Teilchens, die mit Energie-Impuls-Erhaltung verträglich sind. Im Gegensatz dazu befindet sich ein reelles Teilchen immer auf seiner Massenschale (beim Photon ist die Massenschale im Ortsraum der Lichtkegel).

Diese Propagatorfunktion wird - wie Querkopf schon geschrieben hat - auch 2-Punkt-Funktion genannt, da sie im Ortsraum eine Verbindung 2er Ereignisse darstellt. Ihre genaue Form hängt auch noch vom Spin des Teilchens ab.

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

und

Hermes liest interessiert mit und lernt neue Details...

Hier nochmal der Link dazu von Querkopf mit folgenden Beiträgen (ab#62)
http://www.quanten.de/forum/showthre...6226#post16226
Wie sich das nach Hermes' Vorstellung in das 'Viele-Welten'-Konzept einfügt steht in #66

und hier:
Bei den Virtuellen Teilchen sehe ich das so: Wenn da ein mathematisch beschriebener Vorgang ist, der wie ein Teilchen wirkt - warum sollte es keines sein? Daß es selbst nur als 'Wirkung' meßbar ist, erkläre ich mir damit daß alles Teil eines hochdimensionalen 'Raums' ist, von dem wir nur den 'Raumzeit'-Anteil davon direkt messen können. Wenn die Ursache einer Wirkung nur beschrieben, aber nicht selbst meß- und erkennbar ist, schließe ich daraus, daß sich der eigentliche Vorgang in diesem nicht zugänglichen Bereich abspielt.
Da unsere meßbaren Teilchen Teil ('Ausschnitt') des ganzen, hochdimensionalen Objekts sind können wir die Wirkung des selbst nicht messbaren Vorgangs trotzdem feststellen.
Das nicht-lokale der Quantenphysik ist nach meinem Verstehen nur insofern nicht-lokal, daß sich der tatsächliche physikalische Prozeß außerhalb unserer Raumzeit abspielt. Er hat einen Ort, nur in einer anderen Raumzeit. 'Nirgends' nur aus einer rein 4-dimensionalen Perspektive; der 'Ort des Geschehens' in einer 'Parallelwelt', also rein mechanisch 5-dimensional.

Das muß man sich natürlich nicht so vorstellen - Es bietet aber eine Erklärung für das Wesen der Dinge in zeitgenosses' Beitrag ohne die Quantentheorie zu verändern oder 'Geistfelder' einzuführen:

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Man muss aber auch sehen wie vernünftig Argumente sind, im Gegensatz zu den Higgs-Teilchen o.ä, die man in CERN erwartet und Sinn machen, kann man mit Paralleluniversen praktisch jeden Unsinn konstruieren.

gruss
rafiti

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Sorry, aber das ist eine Vergewaltigung von Querkopfs wertvollen Beiträgen: die Struktur der QED (und anderer Eichfeldtheorien) tangiert die verschiedenen quantenmechanischen Interpretationen auf keine Weise. QED (oder andere Eichfeldtheorien) hängen überhaupt nicht davon ab, ob du die VWT, Kopenhagener Deutung, Dekohärenz-Deutung oder was auch immer bevorzugst.

Deine Strategie erinnert schon etwas an die der User orca oder cryptically, die bei jeder Gelegenheit das Thema auf Einstein lenken. Genauso unangebracht ist dein Verweis auf die VWT an dieser Stelle.

Gruss, Uli

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Hallo Uli,

herzlichen Dank für Dein geduldiges Eingehen auf meine Fragen.:)
Zur Entstehung von Kräften habe ich momentan keine weiteren.

mfg
quick

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Kannst du dies mathematisch beweisen?

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Kannst du jetzt erklären wie die verschiedenen Kräfte entstehen? Wie zieht z. B. der Mond das Wasser der Meere an?

mfg

AW: Wie entsteht eine Kraft?
 

Warum versucht man die reale Welt durch virtuelle (imaginäre) Welt zu erklären? Wieso dürfen reale WW-en nur durch "virtuelle" Energien erklärt werden? :D