Casimir-Effekt ohne Vakuumfluktuationen?

[Philipp Wehrli]

Zitat von marie2113

Habe nur noch ein paar Fragen:
Was sind Feynman-Diagramme eigentlich? Ist das die gängige Form der Abbildung in der Physik? Sie erscheinen mir ein wenig seltsam...

Wenn du Physik studieren willst, empfehle ich dir dringend das Buch: 'QED' von Richard Feynman. Er erklärt dort die von ihm erfundenen Diagramme auf ganz einfachem Niveau. Da siehst du auch, worum es in der Quantenelektrodynamik (QED) etwa geht. Feynman gilt als einer der bedeutendsten Physiker aller Zeiten. Mein Professor meinte, er sei genialer als Einstein gewesen.

[Lorenzy]

Zitat von marie2113

Was sind Feynman-Diagramme eigentlich? Ist das die gängige Form der Abbildung in der Physik? Sie erscheinen mir ein wenig seltsam..

Eine gute Zusammenfassung darüber findest du hier:

http://www.scienceblogs.de/hier-wohn...ndiagramme.php (Teil 1)

http://www.scienceblogs.de/hier-wohn...arteilchen.php (Teil 2)

[marie2113]

Zitat von Philipp Wehrli

Wenn du Physik studieren willst, empfehle ich dir dringend das Buch: 'QED' von Richard Feynman. Er erklärt dort die von ihm erfundenen Diagramme auf ganz einfachem Niveau

Dann werde ich das wohl demnächst mal lesen müssen
Gibts bestimmt in der bibliothek...

[JoAx]

Hallo Marie!

Zitat von marie2113

Was haben denn e+ e- -Paare mit einem Medium zwischen den Platten zu tun? In einem Medium sind doch keine Antiteilchen.

In dem Fall (Bild/Vorstellung) ist es nicht wichtig, dass e- und e+ Pro- bzw. Antimaterie sind, sondern nur, dass sie unterschiedliche elektrische Ladungen tragen. Was passiert im "normalen" Dielektrikum, wenn es in ein elektrisches Feld gerät:



Seine Moleküle richten sich aus. Plus zu Minus und Minus zu Plus. Und so kann man sich die Vakuumpolarisation bildlich (und vorsichtig) vorstellen. Vorsichtig, weill man jetzt meinen könnte, dass das Vakuum eben aus e- e+ Paaren besteht, ganz so wie die "gewöhnliche" Materie aus Atomen. So wäre das aber nicht korrekt. Und eben diese Vorstellung wird von Jeffe, wenn ich das richtig verstanden habe, kritisiert. Oder zumindestens, dass man diese nicht zu wörtlich nimmt.


Gruss, Johann

[Hawkwind]

Zitat von JoAx

...
Vorsichtig, weill man jetzt meinen könnte, dass das Vakuum eben aus e- e+ Paaren besteht, ganz so wie die "gewöhnliche" Materie aus Atomen. So wäre das aber nicht korrekt. Und eben diese Vorstellung wird von Jeffe, wenn ich das richtig verstanden habe, kritisiert. Oder zumindestens, dass man diese nicht zu wörtlich nimmt.


Gruss, Johann

So sehe ich das auch: das Vakuum verhält sich so als ob polarisierbare e+ e- -Paare in ihm wären. Das ist aber "nur" ein Folge davon, dass zu Photonen, die ja die elm. Wechselwirkung vermitteln, in höheren Ordnungen QED die Vakuumfluktuationsdiagramme beitragen.

Ähnlich ist es ja übrigens mit der elm. Kopplungskonstanten. Je weiter man sich von einer Ladung entfernt, desto schwächer wird sie ("running coupling constant"). Anschaulich kann man sich das dadurch erklären, dass die Vakuumpolarisation die Ladung zunehmend "abschirmt" je weiter man sich entfernt. Auch hier sind es "in Echt" die Vakuumpolarisationsbeiträge des Photons.

http://de.wikipedia.org/wiki/Feinstrukturkonstante

... Die Wechselwirkung wird durch Elektron-Positron-Paare, die kurzzeitig aus dem Vakuum heraus existieren, abgeschirmt (siehe Vakuumfluktuation). Die Teilchen kommen sich bei höheren Energien näher und somit gibt es zwischen ihnen weniger Elektron-Positron-Paare, die die Wechselwirkung abschirmen. Bei allen herkömmlichen Anwendungen, z.B. in der Spektroskopie, betragen die Energien typischerweise nur einige eV, womit die Energieabhängigkeit verschwindend gering ist. ...

Energieabhängigkeit entspricht Abhängigkeit vom Abstand: je höher die Energie, desto höher die Auflösung und deshalb also desto kleiner der Abstand.

Das Bild mit dem polarisierbaren Vakuum ist also schon recht nützlich, um Sachverhalte, die auf theoretischem Wege extrem aufwändig erhalten werden, anschaulich gut zu erklären.

[marie2113]

Das erscheint mir alles recht sinnvoll und einleuchtend.
Ich werde am Wochenende mal alle Infos zusammenfassen und anfangen zu schreiben. Dann seh ich ja ob ich wirklich alles verstanden habe...

Danke an alle, die geholfen haben!!

[Timm]

Zitat von marie2113

)
Also wie war das mit der verbindung der van-der-waals-kräften und der casimir-kraft?

Ein Hinweis auf van der waals Kraefte findet sich hier in der Einleitung:

http://en.wikipedia.org/wiki/Casimir_effect

Allerdings geht es um die Atome der Platten. Auch in Verbindung mit intermolekularen anziehend wirkenden Kraeften (van der Waals) wird der Casimir-Effekt diskutiert. Leider habe ich das im Moment nicht gegenwaertig (bin unterwegs und kann nicht stoebern). Diese Thematik duerfte im Rahmen Deiner Facharbeit auch zu abseits liegen.

[marie2113]

Hab noch eine winzige Frage dazu...

Zitat von Hawkwind

Ehrlich gesagt, mich überrascht das nicht, denn die reinen Vakuumdiagramme aus Abb. 1 sind m.E. unphysikalisch: Physik ist, was messbar ist und solche Diagramme brauchen, um messbar zu sein, äußere Linien (Teilchen oder Felder) die mit einer Messapparatur wechselwirken können.

Wie ist das gemeint? Heißt das, dass man die reinen Vakuumsfluktuationen gar nicht messen kann? Man kann sie nur indirekt nachweisen?
Wie erklärt sich das?
Mein Erklärungsversuch wäre jetzt, dass man bei jeder Messungen immer die Vakuumpolarisation mitmisst und sie nie ausschalten kann. Die Messgeräte würden dann nur Energieunterschiede messen. Stimmt das so?


Nachtrag:

Die Diagramme, mit denen Jaffe rechnet, haben ja äußere Teilchen. Kommen die Photonen, mit denen er rechnet, aus den Van-der-Waals-Kräften in den Platten (also den Kraftüberträgerteilchen der Van-der-Waals-Kräfte), so wie EMI es sagt (oder wie ich EMI verstanden habe) ?
Jaffe erwähnt die Van-der-Waals-Kräfte nämlich (namentlich) gar nicht in der Publikation.

[Hawkwind]

Zitat von marie2113

Hab noch eine winzige Frage dazu...



Wie ist das gemeint? Heißt das, dass man die reinen Vakuumsfluktuationen gar nicht messen kann? Man kann sie nur indirekt nachweisen?

Sie sind m.E. unmessbar.

Zitat von marie2113

Die Diagramme, mit denen Jaffe rechnet, haben ja äußere Teilchen. Kommen die Photonen, mit denen er rechnet, aus den Van-der-Waals-Kräften in den Platten (also den Kraftüberträgerteilchen der Van-der-Waals-Kräfte), so wie EMI es sagt (oder wie ich EMI verstanden habe) ?
Jaffe erwähnt die Van-der-Waals-Kräfte nämlich (namentlich) gar nicht in der Publikation.

Die äußeren Linien sind immer Teilchen, die mit Messapparaturen interagieren können. Bei Jaffe sind das die Elektronen auf den unterschiedlichen Platten; er berechnet die Kraft zwischen ihnen (wenn ich seine Arbeit recht verstehe).

[marie2113]

Zitat von Hawkwind

Bei Jaffe sind das die Elektronen auf den unterschiedlichen Platten; er berechnet die Kraft zwischen ihnen (wenn ich seine Arbeit recht verstehe

Also Kräfte zwischen Elektronen unterschiedlicher Platten. Sind das immer noch VdW-Kräfte?