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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 13.03.22, 12:56
Benutzerbild von Geku
Geku Geku ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 09.06.2021
Beitr?ge: 1.305
Standard Elektron-Positron-Erzeugung

Warum muss an der Elektron-Positron-Erzeugung ein anderes Teilchen, z.B Atom, beteiliegt sein?

Zitat:
Dass die Bildung eines Elektron-Positron-Paares nur bei Wechselwirkung des Photons mit einem Teilchen (hier dem Atomkern), aber nicht im Vakuum beobachtet wird, lässt sich mit der allgemeingültigen*Impulserhaltung*erklären.*

siehe: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Paar...tron-Erzeugung
Sollte doch auch durch Zeitumkehr des Feynmandiagramms möglich sein:

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Date...nihilation.svg

Müssten hier, dem Diagramm nach, zwei Photonen mit je >511 keV aufeinander treffen?

Bei der Beteiligung eines Atoms ist nur ein Photon mit der Energie > 1,022 MeV notwendig.
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It seems that perfection is attained not when there is nothing more to add, but when there is nothing more to remove — Antoine de Saint Exupéry

Ge?ndert von Geku (13.03.22 um 13:13 Uhr)
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  #2  
Alt 13.03.22, 18:53
Cossy Cossy ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 13.11.2019
Beitr?ge: 190
Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Photonen haben so gut wie keine gegenseitige Wechselwirkung. Bei zwei Photonen passiert einfach nichts. Du brauchts einen zusätzlichen "Partner" der mit dem elektromagnetischen Feld eine Wechselwirkung hat. Dann kann das Photon mit dem Feld reagieren. Daher ein Photon und ein geladenes Teilchen.
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  #3  
Alt 14.03.22, 07:25
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
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Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Zitat:
Zitat von Geku Beitrag anzeigen
Warum muss an der Elektron-Positron-Erzeugung ein anderes Teilchen, z.B Atom, beteiliegt sein?
Man geht zuerst in das Ruhesystem des Elektron-Positron-Paares und bemerkt dann, dass der Impuls des ursprünglichen Photons nicht Null sein kann.

Der Gesamtimpuls der Produkte ist also gleich Null und der Gesamtimpuls vorher ungleich Null und schon benötigt man eine weitere Komponente, welche den anfänglichen Impuls übernimmt.
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Freundliche Grüße, B.
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  #4  
Alt 14.03.22, 09:33
Benutzerbild von Geku
Geku Geku ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 09.06.2021
Beitr?ge: 1.305
Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Man geht zuerst in das Ruhesystem des Elektron-Positron-Paares und bemerkt dann, dass der Impuls des ursprünglichen Photons nicht Null sein kann.

Der Gesamtimpuls der Produkte ist also gleich Null und der Gesamtimpuls vorher ungleich Null und schon benötigt man eine weitere Komponente, welche den anfänglichen Impuls übernimmt.
Kann dieser Impuls nicht von dem Elektronen/Positronen Paar übernommen werden?

Zitat:
Zitat von Cossy
Photonen haben so gut wie keine gegenseitige Wechselwirkung
Leuchtet ein.
Das Atom muss bei der Energie von über 1,022 MeV vollständig ionisiert sein. Eine "Nichtlinearität", die zum Keim der Paarbildung führt.
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Ge?ndert von Geku (14.03.22 um 09:42 Uhr)
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  #5  
Alt 14.03.22, 10:41
Benutzerbild von antaris
antaris antaris ist offline
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Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Zitat:
Unter Paarbildung, auch Paarerzeugung, versteht man in der Teilchenphysik die Bildung eines realen, beobachtbaren Teilchen-Antiteilchen-Paares. Die stets vorhandenen virtuellen, nur indirekt beobachtbaren Paare (siehe Vakuumpolarisation) sind mit dem Begriff im Allgemeinen nicht gemeint.
So ist das wenn man Äpfel mit Birnen vergleicht.
Genau das ist dabei mein Kritikpunkt, dass die Dirac-Gleichung ja vielleicht doch nicht ganz richtig "uminterpretiert" wurde. Ich sage nicht, dass die Prinzipien hinter der hier beschriebenen Paarbildung falsch sind. Sie ist eine Betrachtungsweise der Materie/Antimaterie aber eben nicht im gebundenen Ruhezustand des Vakuums.


Zitat:
Dass die Bildung eines Elektron-Positron-Paares nur bei Wechselwirkung des Photons mit einem Teilchen (hier dem Atomkern), aber nicht im Vakuum beobachtet wird, lässt sich mit der allgemeingültigen Impulserhaltung erklären.
beides von hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Paarbildung_(Physik)


Ich würde bei der Paarbildung auch nie von Erzeugung sprechen, da Energien nicht erzeugt werden können.
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  #6  
Alt 14.03.22, 10:46
Bernhard Bernhard ist offline
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Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Zitat:
Zitat von Geku Beitrag anzeigen
Kann dieser Impuls nicht von dem Elektronen/Positronen Paar übernommen werden?
Nein. Der "Trick" besteht ja gerade darin in das Schwerpunktsystem des Systems Elektron/Positron zu gehen. Dort ist der Impuls des Zwei-Teilchensystems per Definition gleich Null.

Dadurch entsteht am offensichtlichsten der "benötigte" Widerspruch.
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  #7  
Alt 14.03.22, 10:58
Bernhard Bernhard ist offline
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Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Hallo antaris,

Zitat:
Zitat von antaris Beitrag anzeigen
So ist das wenn man Äpfel mit Birnen vergleicht.
Genau das ist dabei mein Kritikpunkt, dass die Dirac-Gleichung ja vielleicht doch nicht ganz richtig "uminterpretiert" wurde. Ich sage nicht, dass die Prinzipien hinter der hier beschriebenen Paarbildung falsch sind. Sie ist eine Betrachtungsweise der Materie/Antimaterie aber eben nicht im gebundenen Ruhezustand des Vakuums.
die WP ist kein Lehrbuch und will das auch gar nicht sein. Deshalb sind sämtliche Aussagen aus der WP generell nur zur groben und ersten Information gedacht.

Diskussionen zur Dirac-Gleichung bitte nicht in der Rubrik Schulphysik. Das gehört hier definitiv nicht hin.
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  #8  
Alt 14.03.22, 11:17
Benutzerbild von antaris
antaris antaris ist offline
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Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Dafür wird von euch aber sehr oft auf WP verwiesen. Was hat die Paarbildung mit Schulphysik zu tun? Wie ich schon öfter erwähnt habe, sind eure Lehrbücher unvollständig. Wie kann man so auf Axiome setzen und andersherum verlangen nicht in metaphysische zu rutschen?

Ihr verbannt sämtliche Materie aus dem Vakuum und such dennoch darin nach virtuelle Teilchen, dunkle Materie und dunkle Energie...
Das soll man mal mit Logik erklären.

Aber was sind denn dann nun die virtuellen Teilchen/Antiteilchenpaare der Vakuumfluktuation? Virtuell ist doch nicht messbar...

Hier steht sogar die Lichtgeschwindigkeit wird im Vakuum verringert:
https://physik.cosmos-indirekt.de/Ph...rnhorst-Effekt

Zitat:
Aufgrund der Heisenbergschen Unschärferelation ist ein Raum, der zunächst leer erscheint, in Wirklichkeit mit virtuellen Teilchen gefüllt. Das ist das Phänomen der Vakuumfluktuation. Während sich ein Photon durch das Vakuum fortbewegt, wechselwirkt es mit den virtuellen Teilchen und es kann unter Umständen Paarbildung auftreten. Dabei entsteht ein Teilchen und sein Antiteilchen aus der Energie des Photons. Beispielsweise kann aus einem Photon passender Energie ein Elektron-Positron-Paar entstehen, das sich schnell wieder annihiliert, da es nicht stabil ist. Während die Energie des Photons in einem Teilchen-Antiteilchen-Paar vorliegt, kann die Energie nicht mit Lichtgeschwindigkeit reisen, daher wird die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum verringert.
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  #9  
Alt 14.03.22, 11:30
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
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Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Zitat:
Zitat von antaris Beitrag anzeigen
Wie ich schon öfter erwähnt habe, sind eure Lehrbücher unvollständig.
Was du nicht sagst.

Zitat:
Wie kann man so auf Axiome setzen und andersherum verlangen nicht in metaphysische zu rutschen?
Du kannst im Bereich "Theorien jenseits ..." gerne spekulieren, aber bitte nicht hier im Bereich Schulphysik !! Sonst wird das Thema geschlossen.
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Freundliche Grüße, B.

Ge?ndert von Bernhard (14.03.22 um 14:26 Uhr)
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  #10  
Alt 14.03.22, 11:42
Benutzerbild von antaris
antaris antaris ist offline
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Standard AW: Elektron-Positron-Erzeugung

Zitat:
Du kannst im Bereich "Theorien jenseits ..." gerne beliebig spekulieren.
Ja dann antwortet dort doch einfach...
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