LHC Experimente

[rene]

Zitat von EMI

Ich war ganz kurz vor dem EH, wirklich ganz kurz!
[...]
Trotzdem weggekommen...wie geht das??

Möglicherweise befand sich EMI kurz vor dem Ereignishorizont eines kleinen Schwarzen Lochs, der sich der Spaghettisierung seines Körpers durch die Gezeitenkräfte erfolgreich widersetze und eine kleine Zeit wartete, bis sich infolge der Hawking-Strahlung der vor ihm liegende Ereignishorizont zurückzog und schliesslich zusammen mit dem kleinen Schwarzen Loch völlig verschwand. Überflüssig zu erwähnen dass EMI gegenüber der ultra harten Hawking-Strahlung kleiner Schwarzer Löcher resistent ist.

Oder er stand dicht vor der Ereignishorizont eines grossen SL, wo er moderaten Gezeitenkräften und Hawking-Strahlung ausgesetzt war. So oder so musste er seinen Raketenmotor einschalten um wieder zurückzukehren, selbst wenn er durch die Raumzeitverdrillung eines rotierenden SL ziemlich viel Treibstoff hätte sparen können.


Der grösste Teil der gesamten Sternmasse befindet sich im Eisenkern und ist schalenartig aufgebaut. Sobald er die Chandrasekhar-Grenze von 1,44 Sonnenmassen überschreitet, explodiert er als Supernova vom Typ II. Diese Chandrasekhar-Grenze darf jedoch nicht so verstanden werden, dass sie von jedem Stern erreicht werden kann. Es hängt von der Art der Sternmaterie ab, welche Obergrenze jeweils vorliegt. D.h. wie viele Nukleonen im Mittel auf ein Elektron kommen, vorausgesetzt der Weisse Zwerge sei elektrisch neutral. Objekte mit weniger als etwa 1,5 Sonnenmassen können nicht durch einen Gravitationskollaps zu einem Schwarzen Loch kollabieren, da der abstossende Entartungsdruck in entarteter Materie einen Kollaps verhindert.

Eigentlich ist der Sonnenkern zu "kalt" für eine Kernfusion. Die kinetische Energie der Teilchen reicht rechnerisch nicht aus, um bei einem Zusammenstoss die starken Abstossungskräfte der positiv geladenen Protonen (Wasserstoffkerne) zu überwinden. Dass dennoch Fusionen stattfinden, ist auf den quantenmechanischen Tunneleffekt zurückzuführen. Gemäss der Quantenmechanik verhält sich ein Proton wie eine ausgebreitete Welle ohne genau definierten Ort, seine Energie schwankt um einen Mittelwert. Es besteht dabei eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, dass sich zwei Protonen so weit nähern, dass eine Verschmelzung stattfinden kann. Es kommt zur Proton-Proton-Reaktion und bei schweren Sternen zum Bethe-Weizsäcker-CNO-Zyklus. Das Energieniveau der abstossenden Kräfte wird bei der Verschmelzung gleichsam durchtunnelt. Somit ist die Wahrscheinlichkeit einer Fusion zweier Wasserstoffkerne im Innern der Sonne sehr gering. Da jedoch eine immense Anzahl von Kernen vorhanden ist, können dennoch gewaltige Energiemengen freigesetzt werden. Die gebremste Kernfusion hat für das Sonnensystem und das Leben auf der Erde den entscheidenden Vorteil, dass die Sonne sparsam mit ihren Energievorräten umgeht und über einen langen Zeitraum konstante Energiemengen abstrahlt, ganz im Gegensatz zu den verschwenderischen Blauen Riesen.

Wäre beispielsweise die starke WW nur ein bisschen grösser, würden sich die p-p Bindungen als Diprotonen herausbilden. Die starke WW nimmt mit der Entfernung stark ab und würde die elektromagnetische WW in Bezug auf deren Kernabstände überragen. Allerdings käme mit diesen Diprotonen keine Kernfusion wie beim Wasserstoff und Deuterium zustande. Es gäbe keine Sterne, Planeten, Leben.


Die starke WW wird am Kern durch Mesonenaustausch absorbiert, d.h. die Coulombkraft überwiegt. In Kollisionsexperimenten mit Protonen-Protonen besteht der überwiegende Anteil der produzierten Teilchen aus Pi-Mesonen (Spin=0), und in geringerer Anzahl aus Proton-Antiproton-Paaren. Nebst der emittierten Photonen bilden sich auch Elektron-Positron- und Muon-Antimuon-Paare mit ganzzahligem Spin. In letzter Konsequenz zerfallen die Mesonen in Elektronen, Neutrinos und/oder Photonen; es gibt also im Gegensatz zur Baryonenzahlerhaltung keine Mesonenzahlerhaltung. Es können demnach beliebig viele Mesonen erzeugt werden oder verschwinden.

Im nichtrelativistischen Quarkmodell sind die Nukleonen aus drei Konstituentenquarks aufgebaut. Die Kernkraft wird jedoch dominant aus Quark-Antiquark-Paaren vermittelt, die ad hoc mit Plausibilitätsargumenten eingeführt werden mussten. Eine konsistente Theorie der Kernkraft, die auf der Wechselwirkung zwischen Quarks und Gluonen aufbaut, gibt es bislang noch nicht.

Bei Atomen ist die Abstossung bei kleinen Abständen eine Folge des Pauli-Prinzips. In den Elektronenhüllen beider Atome sind jeweils die niedrigsten zur Verfügung stehenden Zustände der Elektronen besetzt. Wenn die Elektronenhüllen der Atome sich überlappen, müssen die e in angeregte Zustände angehoben werden, wobei die hierfür notwendige Energie aus der kinetischen Energie der kollidierenden Atome stammt. Dadurch entsteht eine Abstossung auf kurzen Distanzen. Auch für die Quarks eines 2-Nukleonen-Systems gilt das Pauli-Prinzip: Die Gesamtwellenfunktion aller 6 Quarks muss antisymmetrisch sein. Im niedrigsten Zustand mit l=0 können aber 12 Quarks untergebracht werden, ohne das Pauli-Prinzip zu verletzen, da die Quarks in drei Farbzuständen und in jeweils zwei Spin-(↑↓) und Isospinzuständen (ud) vorkommen. Hierbei muss der Spin-Isospin-Anteil der Gesamtwellenfunktion symmetrisch sein, da der Farbanteil immer antisymmetrisch und der Ortsanteil wegen l=0 symmetrisch ist. Beim Überlappen von zwei Nukleonen gibt es also keine Beschränkungen für die Besetzung der niedrigsten Zustände in der Ortswellenfunktion aufgrund des Pauli-Prinzips, und daher rührt die Abstossung auf einen anderen Effekt, nämlich den der starken Spin-Spin-Wechselwirkung der Quarks. Das Δ-Baryon, in dem die drei Quark-Spins parallel stehen, weist gegenüber dem Nukleon eine höhere Masse auf. Wenn Nukleonen überlappen und dabei alle 6 Quarks im (l=0)-Zustand bleiben, nimmt die potentielle Energie des Systems zu, denn die Zahl der Quarkpaare mit parallel ausgerichtetem Spin ist grösser als bei separierten Nekleonen. Für jedes parallel ausgerichtete Quarkpaar erhöht sich die potentielle Energie um die halbe Δ-Nukleon-Energiedifferenz.

Natürlich versucht das Nukleon-Nukleon-System seine "farbmagnetische" Energie zu minimieren, indem möglichst viele Quark-Spins antiparallel ausgerichtet werden. Dies geht aber bei l=0 nicht, da der Spin-Flavour-Anteil der Wellenfunktion voll symmetrisch sein soll. Die farbmagnetische Energie kann weiter reduziert werden, wenn mindestens zwei Quarks in den (l=1)-Zustand angehoben werden. Die damit verbundene Zunahme der Anregungsenergie ist aber vergleichbar mit der Verringerung der farbmagnetischen Energie, so dass sich auf jeden Fall bei stark überlappenden Nukleonen die Gesamtenergie mit abnehmenden Nukleonenabstand erhöht. Somit ergibt sich die effektive Abstossung bei kleinen Abständen in gleichem Masse aus der Zunahme der farbmagnetischen Anregungsenergie. Für den Fall, dass sich die Nukleonen bis auf den Abstand r=0 nähern, erhält man als Näherung eine grosse Wahrscheinlichkeit dafür, dass 2 der 6 Quarks im p-Zustand sind. Diese Konfiguration drückt sich in der Relativwellenfunktion der Nukleonen durch eine Nullstelle bei 0.4fm aus. Zusammen mit der farbmagnetischen Energie bewirkt dies eine starke, kurzreichweitige Abstossung. Das Verhalten der Kernkraft wird dann durch ein Nukleon-Nukleon-Potential (Yukawa-Potential) beschrieben, das bei Abständen unterhalb von 0.8fm schnell ansteigt.

Grüsse, rene

[JGC]

Hallo Rene...

Dein obiger Beitrag ist wirklich eine interessante Darstellung...


zu dem da...

Wäre beispielsweise die starke WW nur ein bisschen grösser, würden sich die p-p Bindungen als Diprotonen herausbilden. Die starke WW nimmt mit der Entfernung stark ab und würde die elektromagnetische WW in Bezug auf deren Kernabstände überragen. Allerdings käme mit diesen Diprotonen keine Kernfusion wie beim Wasserstoff und Deuterium zustande. Es gäbe keine Sterne, Planeten, Leben.

Würde das nicht heißen, das der Raum selbst schon ein "berechtigtes Interesse" hätte, das sich daran auch weiterhin nichts verändert??

Wer daran manipulieren könnte, würde er das Universum in Gefahr bringen, oder?

JGC

[Marco Polo]

Zitat von JGC

Jetzt hört mal alle her...

Ich lausche...

Der Sonnenkern ist nicht einfach bloß eine blöde dichte Kugel in der Mitte , sondern ein komplexes Gebilde, das nach diesem beigefügten Prinzip aufgebaut ist!!

Es befindet sich also dicht um das Sonnenzentrum ein thorusförmiger Schlauch, in den der wirkliche Fusionsprozess stattfindet...

Ohne die geometrische Vorraussetzung keine Fusion!!! Oder erwartest du etwa, das in der Sonne eine "kalte Fusion" stattfindet?

Ach was. Du kannst doch nicht die Brennkammer eines Fusionsreaktors auf die Sonne übertragen.

Wenn wir könnten, dann würden wir die Brennkammer des Sternes hier auf der Erde nachbauen (natürlich im Miniformat).

Das geht aber nicht, denn dazu müssten wir ein künstliches Gravitationsfeld etablieren. Wir könnten dann so eine Art Mini-Sonne herstellen.

Das das leider nicht möglich ist, musste man sich was anderes überlegen.

Fest steht schon mal, dass man das Plasma aus Deuterium und Tritium irgendwie abschirmen muss, da es recht heiss ist (ca. 100 Mio. Grad).

Das geht nur mit magnetischem Einschluss unter Einsatz sogenannter Toroidalfeldspulen. Das Plasma darf also niemals mit der Behälterwand in Berührung kommen. Ist ja auch kein Wunder bei diesen Temperaturen.

Bei Einsatz von Toroidalfeldspulen ergibt sich dann schon fast zwangsläufig die Thorusform, gell?

Die Sonne hat das aber nicht nötig. Da muss kein Plasma magnetisch eingeschlossen werden um irgendwelche Behälterwäde zu schützen.

Deine Behauptung, dass die Brennzone eines Sternes daher thorusförmig sein müsse, ist daher schlicht und ergreifend falsch.

Gruss, Marco Polo

[EMI]

Zitat von rene

Möglicherweise befand sich EMI kurz vor dem Ereignishorizont eines kleinen Schwarzen Lochs, der sich der Spaghettisierung seines Körpers durch die Gezeitenkräfte erfolgreich widersetze und eine kleine Zeit wartete, bis sich infolge der Hawking-Strahlung der vor ihm liegende Ereignishorizont zurückzog und schliesslich zusammen mit dem kleinen Schwarzen Loch völlig verschwand. Überflüssig zu erwähnen dass EMI gegenüber der ultra harten Hawking-Strahlung kleiner Schwarzer Löcher resistent ist.
Oder er stand dicht vor der Ereignishorizont eines grossen SL, wo er moderaten Gezeitenkräften und Hawking-Strahlung ausgesetzt war. So oder so musste er seinen Raketenmotor einschalten um wieder zurückzukehren, selbst wenn er durch die Raumzeitverdrillung eines rotierenden SL ziemlich viel Treibstoff hätte sparen können.

Das war ein "moderates" SL mit knapp 2...3 Sonnenmassen.
EMI's Raumschiff war aber bereits in der Gravitationsfalle, der Antrieb reichte definitiv nicht mehr um zu entkommen.
Hawking-Strahlung wurde nicht beobachtet(war wohl zu groß das SL).

So zog EMI halt seine ellyptische Bahn ums SL bis die rettende Idee kam.
Zu erwähnen ist noch, das EMI's Raumschiff aus zwei verbundenen Modulen bestand.

Gruß EMI

[EMI]

Zitat von rene

es gibt also im Gegensatz zur Baryonenzahlerhaltung keine Mesonenzahlerhaltung.

anzumerken wäre noch, das es eine Baryonenzahlerhaltung nur gibt wenn es den vorhergesagten und intensiv gesuchten Protonenzerfall nicht gibt.

In jedem Fall aber bleibt:
die Summe der Baryonenzahl gleich der Summe der Leptonenzahl
im Universum.
Deshalb müssen, wie von EMI oben schon erwähnt, SL's nicht nur Masse, el. Ladung und Drehimpuls tragen sondern auch Baryonladung, Leptonladung und Farbladung.
Meint zumindest EMI.

Gruß

[rene]

Zitat von JGC

Hallo Rene...

Würde das nicht heißen, das der Raum selbst schon ein "berechtigtes Interesse" hätte, das sich daran auch weiterhin nichts verändert??

Wer daran manipulieren könnte, würde er das Universum in Gefahr bringen, oder?

JGC

Hallo JGC

Meiner Kenntnis nach gibt es nur einen Aspekt bezüglich des Fehlens von p-p Bindungen: Die 4 Grundkräfte der Physik mit ihren fein abgestimmten Naturkonstanten sorgten für die stabilen Verhältnisse, unter denen sich die mannigfaltigen Lebensformen erst entwickeln konnten.

Wie gesagt, wäre beispielsweise die starke WW nur ein bisschen grösser, würden sich die p-p Bindungen als Diprotonen herausbilden. Die starke WW nimmt mit der Entfernung stark ab und würde die elektromagnetische WW in Bezug auf deren Kernabstände überragen. Allerdings käme mit diesen Diprotonen keine Kernfusion wie beim Wasserstoff und Deuterium zustande.

Unter allen nur denkbar möglichen Zuständen und deren Kombinationen schienen sich diejenigen etabliert zu haben, die aufgrund ihrer stabilen Verhältnisse die anderen "überlebten" und u.a. unsere Lebensgrundlage über einen langen Entwicklungsprozess ermöglichten. Im Falle der fehlenden p-p-Bindungen wird die mit der Entfernung exponentiell abnehmende starke WW von der abstossenden elektromagnetischen WW überragt, da sie nur quadratisch zur Entfernung abfällt.

Grüsse, rene

[rene]

Zitat von EMI

Das war ein "moderates" SL mit knapp 2...3 Sonnenmassen.
EMI's Raumschiff war aber bereits in der Gravitationsfalle, der Antrieb reichte definitiv nicht mehr um zu entkommen.
Hawking-Strahlung wurde nicht beobachtet(war wohl zu groß das SL).

So zog EMI halt seine ellyptische Bahn ums SL bis die rettende Idee kam.
Zu erwähnen ist noch, das EMI's Raumschiff aus zwei verbundenen Modulen bestand.

Gruß EMI

Heureka! EMI hat die beiden Module mit einem starken Seil verbunden und dasjenige Teil, in dem er nicht sass, am fernen Punkt seiner elliptischen Bahn in Richtung SL manövriert, wodurch sich der Drehimpuls aufgrund des tieferen Gravitationspotentials und somit höherer Umlaufgeschwindigkeit auf das andere Modul übertrug und EMI sicher vom Schwarzen Loch wegschleuderte und in eine höhere Umlaufbahn beförderte.

Not macht erfinderisch!

Grüsse, rene

[Marco Polo]

Zitat von rene

Heureka! EMI hat die beiden Module mit einem starken Seil verbunden und dasjenige Teil, in dem er nicht sass, am fernen Punkt seiner elliptischen Bahn in Richtung SL manövriert, wodurch sich der Drehimpuls aufgrund des tieferen Gravitationspotentials und somit höherer Umlaufgeschwindigkeit auf das andere Modul übertrug und EMI sicher vom Schwarzen Loch wegschleuderte und in eine höhere Umlaufbahn beförderte.

Hi rene,

also wenn ich mal in eine ähnliche Situation geraten sollte, dann hätte ich dich als Ratgeber gerne dabei. Die Bezahlung wäre die eines Commanders nach Sternenflottentarif.

Übrigens freut es mich ganz besonders, dass du dich wieder häufiger hier blicken lässt.

Schon interessant welchen Bogen wir in diesem Thread bisher gespannt haben. Vielleicht hast du, oder jemand anderes ja neues zum LHC zu berichten, womit wir wieder Topic wären. Muss natürlich nicht sein. Der Thread ist auch so sehr interessant, wenn auch etwas Off-Topic.

Gruss, Marco Polo

[Marco Polo]

Zitat von EMI

Das war ein "moderates" SL mit knapp 2...3 Sonnenmassen.

Wenn du mit "moderat" die Gezeitenwirkungen in der Nähe des EH meinst, müssten es aber eher 2-3 Mrd. Sonnenmassen sein.

Eine Umlaufbahn in der Nähe eines SL´s mit 2-3 Sonnenmassen wäre deiner Gesundheit sicherlich nicht zuträglich gewesen.

[EMI]

Zitat von rene

Heureka! EMI hat die beiden Module mit einem starken Seil verbunden und dasjenige Teil, in dem er nicht sass, am fernen Punkt seiner elliptischen Bahn in Richtung SL manövriert, wodurch sich der Drehimpuls aufgrund des tieferen Gravitationspotentials und somit höherer Umlaufgeschwindigkeit auf das andere Modul übertrug und EMI sicher vom Schwarzen Loch wegschleuderte und in eine höhere Umlaufbahn beförderte.

Du bist echt gut rene,

aber ganz so war's dann doch nicht.

Die beiden Module konnten tatsächlich während des Fluges "getrennt" werden. EMI hatte da so eine dünne aber stabile "Teleskopstange" und zwei Knöpfe am Pult.
Ausfahren: Die Module fuhren schnell bis max. 200 km auseinander.
Einfahren: ruck zuck waren sie wieder zusammen.
Das Ganze aus patentrechtlichen Gründen hier nicht näher beschreibar. Gedacht war die Sache Ursprünglich für Notfälle, Brand in einem Modul oder ähnliches.
Ausgefahren hatten die Module aber jeweils den gleichen Abstand zum Zentrum des SL. Die Teleskopstange stand im rechten Winkel auf der Linie zum Zentrum des SL.
Nicht wie @rene annahm parallele zu dieser Linie.

Am nächsten Punkt der elliptischen Bahn wurde ausgefahren und am fernsten Punkt der elliptischen Bahn schnell wieder eingefahren. Das Runde für Runde. Dabei wurde die elliptischen Bahn immer größer und nach 1,5 Stunden war die Spirale so groß, das die Kraft der Triebwerke ausreichte um der Anziehung des SL zu entkommen.

Das Ganze funktioniert auch bei der Erde. Hier würde EMI's Raumschiff aber ca. 2 Jahre brauchen.
Die Sache ist eine Funktion von der Masse des Zentralkörpers und vom ursprünglichen Abstand zum Zentralkörper und der Länge der Stange.
Je größer die Masse und je kleiner der Abstand und je länger die Stange je schneller das Entkommen.

Erklärung:
Ausgefahren steht die Teleskopstange rechtwinklich auf den Lot zum Zentrum.
Die Richtung der Anziehung jedes Modul's hat einen Winkel zu diesem Lot.
Die resultierende Kraft durch Vektoraddition ist geringer wie die Kraft wenn beide Module vereinigt sind.
Die Differenz dieser beiden Kräfte kann man als abstoßende Kraft (Antigravitation) auffassen.

Gruß EMI