[Uli]

Zitat von dani

Hallo,

man sagt ja, dass Teilchen mit halbzahligem Spin, also Fermionen, sich nicht überlagern können, also sie können nicht den selben Ort einnehmen. D.h., es muss immer ein Abstand > 0 dazwischen liegen.

Mir ist also klar, dass wenn ich ein Objekt mit meiner Hand bewege, sich die Teilchen meiner Hand nicht mit denen des Objekts berühren.
Aber wie wird dann der Impuls von einem Teilchen zum anderen übertragen?
Mein erster Gedanke wäre, dass sich die Elektronen der jeweiligen Atome abstoßen und der Impuls somit zustande kommt. Aber ein Atom, sofern es kein Ion ist, ist doch nach außen elektrisch neutral?! Wie kann es dann mit einem anderen Atom elektromagnetisch Wechselwirken?

Die Lage ist nicht ganz so einfach wie du sagst: es gibt verschieden Arten von Bindungen in Festkörpern:
(1) kovalente Bindung
(2) ionische Bindung
(3) metallische Bindung
(4) van der Waals-Bindung
(5) Wasserstoff-Brücken


(4) ist eine Wechselwirkung zwischen neutralen Komponenten (Atomen, Molekülen); auf große Entfernungen sind diese kräfte bindend (anziehend).

Wenn sich 2 neutrale Bestandteile aber sehr nahe kommen, so entstehen abstoßende Kräfte. Diese können mit dem Lennard-Jones-Potential ganz gut modelliert werden. Die Natur dieser abstoßenden Wechselwirkung ist nun tatsächlich nicht elektromagnetischer Art sondern eine Folge des oben von dir erwähnten Paulischen Ausschließungsprinzip für Fermionen. Diese abstoßende Wechselwirkung zwischen Fermionen bezeichnet man als Austauschwechselwirkung.
Sie ist beispielsweise auch dafür verantwortlich, dass der Kollaps vieler Sonnen am Ende ihres Lebenszyklus in einem Neutronenstern endet statt in einem schwarzen Loch. Die Austauschwechselwirkung zwischen den Neutronen erzeugt einen sog. Entartungsdruck; im Neutronenstern besteht ein Gleichgewicht zwischen der gravitativen Anziehung und diesem Entartungsdruck. Beim schwarzen Loch dagegen dominiert die gravitative Anziehung (mehr Masse vorhanden).

Zitat von dani

Und kollidieren eigentlich die Teilchen in einem Teilchenbeschleuniger wirklich?

Du darfst dir das nicht wie Tennisbälle vorstellen, die zusammenstoßen. Die Wechselwirkungen, die für die entstehenden Prozesse verantwortlich sind, haben gewisse Reichweiten. Diese Reichweiten spielen eine wichtige Rolle dabei.

Gruß,
Uli