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  #1  
Alt 30.07.08, 10:56
Slash Slash ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen

Zunächst, möchte ich mich als Neuling in diesem interessanten Forum vorstellen und allen Hallo sagen!

Eine Frage, die mich seit Kurzem beschäftigt ist, warum aufeinandergeschossene Teilchen (in Teilchenbeschleunigern beispielsweise) miteinander "reagieren". Unter reagieren meine ich natürlich nicht im chemischen Sinne, sondern dahingehend, dass sie bspw. in andere Teilchen zerfallen.

Sicherlich ist die Geschwindigkeit und die Masse (bpsw. eines auf hohe Geschwindigkeit gebrachten Protons) gleich Energie (E = m*v*v/2), aber wie kann man sich das vorstellen, "was interagiert" da miteinander aufgrund der Geschwindigkeiten von Teilchen (Quantenteilchen) miteinander, so dass sich etwas umwandelt.

Hm... hoffe, es ist keine zu blöde Frage....

Viele Grüße

Slash /
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  #2  
Alt 30.07.08, 14:33
Slash Slash ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard AW: Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen

Hallo!

Also ich hab mir ein paar Gedanken gemacht - völlig nach meinem naiven Weltbild und ohne jede tiefere vor allem nicht mathematische Grundlage (nur zur Info, nicht das jemand etwas falsch versteht).

Wie gesagt, was ich nicht verstehe ist, was hat kinetische Energie mit der Bildung von Teilchen oder der Umwandlung von Teilchen zu tun bzw. welcher Prozess findet da statt... (so frage ich mich halt..)

Eine "These" wäre (so wie ich es mir vorstelle), dass beim Zusammenstoß bspw. von Protonen (wobei ich eigentlich mir einen Zusammenstoß von Quantenteilchen gar nicht vorstellen kann - was stösst da zusammen ? - Materiewellen ? aber egal...) , also, dass beim Zusammenstoß die Protonen plötzlich negativ beschleunigt werden (die kinetische Energie wird also frei) und dadurch wird das Higgs-Teilchenfeld dann so aufschäumend , dass die ganzen Strings aus deren aus deren Oberwellenschwingungen die Teilchen bestehen so angeregt werden, dass die neuen Teilchen erzeugt werden (z.B. ein Myon, etc....).

Es darf gelacht werden !



Wer hat eine ernsthafte Erklärung für den Vorgang?
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  #3  
Alt 30.07.08, 14:57
Lorenzy Lorenzy ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beitr?ge: 1.494
Standard AW: Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Hm... hoffe, es ist keine zu blöde Frage....
Hi Slash,

Erstmal vorneweg. Es gibt keine blöden Fragen.

Um ehrlich zu sein, reicht mein Wissen nicht aus, um deine Frage zu beantworten. Ich könnte mir denken, dass die kinetische Energie der beschleunigten Teilchen beim Zusammenstoss, die Energie der Grundkräfte wie z.B. Starke und schwache Wechselwirkung übertrifft und damit die Teilchen wie z.B. Protonen in seine Bestandteile zerreisst.

Von Erklärungen mittels Strings würde ich persönlich sowieso die Finger lassen. Solcherlei Dinge können mehr schlecht als recht erklärt werden, wenn man nicht über das nötigte Wissen verfügt resp. etliche Lebensjahre mit dem Studium solcher Theorien verbracht hat. Aber deine Anmerkung zu diesem Thema war ja ironischer Natur.

Wie auch immer.
Willkommen im Forum

Gruss Lorenzy
__________________
www.lhc-facts.ch
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  #4  
Alt 30.07.08, 20:51
Uli Uli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beitr?ge: 1.804
Standard AW: Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Zunächst, möchte ich mich als Neuling in diesem interessanten Forum vorstellen und allen Hallo sagen!

Eine Frage, die mich seit Kurzem beschäftigt ist, warum aufeinandergeschossene Teilchen (in Teilchenbeschleunigern beispielsweise) miteinander "reagieren". Unter reagieren meine ich natürlich nicht im chemischen Sinne, sondern dahingehend, dass sie bspw. in andere Teilchen zerfallen.

Sicherlich ist die Geschwindigkeit und die Masse (bpsw. eines auf hohe Geschwindigkeit gebrachten Protons) gleich Energie (E = m*v*v/2), aber wie kann man sich das vorstellen, "was interagiert" da miteinander aufgrund der Geschwindigkeiten von Teilchen (Quantenteilchen) miteinander, so dass sich etwas umwandelt.

Hm... hoffe, es ist keine zu blöde Frage....

Viele Grüße

Slash /

Die Wechselwirkungen, an denen die jeweiligen Teilchen teilnehmen, sind entscheidend. Teilchen, die z.B. elektromagnetisch wechselwirken (alle elektrisch geladenen Teilchen), reagieren, indem sie virtuelle Photonen austauschen. Und sie reagieren auch schon bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten miteinander. Bei niedrigen Energien handelt es sich aber i.d.R. um elastische Streuprozesse: die Teilchen tauschen Energie und Impuls miteinander aus und verändern sich ansonsten nicht.

Geht man nun zu höheren Energien über (d.h. höhere Kollisionsgeschwindigkeiten), so beobachtet man auch inelastische Streuung, bei der z.B. neue - evtl. sehr schwere und kurzlebige - Teilchen erzeugt werden. Dabei definiert immer die Wechselwirkung, was erzeugt werden kann - bei der elm. WW immer nur geladene Teilchen. Die kinetischen Energien der eingeschossenen Teilchen können dabei in die Ruhemasse der erzeugten schweren Teilchen umgewandelt werden (E = mc^2). Deshalb beobachtet man gewisse Energieschwellen, ab deren Überschreitung bestimmte "Endprodukte" erst auftreten können. Das ist der Grund, warum hochenergetische Collider so begehrt sind. Will man ein hypothetische, sehr schweres Teilchen direkt nachweisen, so führt kein Weg daran vorbei, die Ruhemasse dieses Teilchens in Form von kinetischen Energien der eingeschossenen Teilchen aufzubringen (wegen Energieerhaltung !).

Uli
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  #5  
Alt 31.07.08, 06:39
Pythagoras Pythagoras ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 02.05.2007
Beitr?ge: 222
Standard AW: Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen

@slash

Die Frage, warum Teilchen beim Aufeinanderprallen andere Teilchen erzeugen,
spricht im wesentlichen die Quark-Theorie an. Du kannst im Internet viele
Websites zu den Stichworten "Quarks", "Gluonen", usw. aufrufen. (Wikipedia)
Nach dem Quarkmodell (von Gell-Mann) unterscheidet man insgesamt die Quarks, deren Vermittlerteilchen die Gluonen, die Leptonen (Elektron, Positron,
Neutrinos) und die Photonen und Gravitonen.
Es gibt Teilchen, die 3 Quarks einschliessen, und welche mit 2 Quarks.
Einen solchen Einschluss nennt man Confinement.
Das Zusammenspiel von Quarks und deren Gluonen ist ausserordentlich kompliziert und noch immer weitgehend ungeklärt. Man nennt diese Theorie die
Quantenchromodynamik (QCD), sie beschreibt die Starken Wechselwirkungen.
Die meisten "normalen" Teilchen werden durch die Schwachen Wechselwirkungen erzeugt, diese müssen ebenfalls aus Quarks bestehen.
Elektronen und alle anderen leichten Teilchen bestehen nicht aus Quarks,
müssten aber einen Bezug zu den Quarks haben. So kann sich zB. ein Quark
umwandeln und unter anderem ein Elektron erzeugen.
Im allgemeinen ist es so, daß zwei normale Teilchen nicht nur eine einzige
mögliche Kaskade von neuen Teilchen erzeugen, sondern daß der Erzeugungsmodus hauptsächlich von der Anregungsenergie des Aufeinanderprallens abhängt.
Essentiell in der QCD ist die Möglichkeit der "Verletzung" der grundlegenden
Symmetrieeigenschaften wie Ladung (C), Parität (P) und Zeit (T), was erst
die verschiedenen Zerfallskaskaden bei verschiedenen Anregungsenergien ermöglicht.
Soviel gehört zum Allgemeinwissen über Teilchenphysik.
Falls du die QCD genauer verstehen willst, musst du dich in allgemeinverständlichen Websites dazu informieren.
Im Forum könnten dir @Uli und @rene bei näheren Fragen Auskunft geben.

Pyth.
__________________
Du mich nix verstehen...ächz!
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  #6  
Alt 31.07.08, 09:21
Slash Slash ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard Danke

Hallo!

Also erstmal vielen Dank für die Antworten. Das hat schon ein wenig weitergebracht. Mir ist schon bewusst, dass sie Sache sehr kompliziert ist und vor allem sicherlich auch mathematisch richtige / mehr als Klimmzüge erfordert.

Was ich (für mich) mitgenommen habe ist (danke nochmals):

- Pauli / Ausschließungsprinzip
- virtuelle Teilchen
- Wechselwirkungs(arten) - klar man muss unterschieden
- (kinetische) Energie

Kann man es sich so vorstellen (bitte gerne korrigieren):
Aufgrund der kinetischen Energie der Teilchen, kommen die "Reaktionspartner" "nahe genug aneinander heran", was bei niedrigen Energien sonst so nicht stattfinden würde, d.h. bis zu dem Punkt hin, wo Quarks / Gluonen mitander wechselwirken, etc.

Die kinetische Energie hat also die "Aufgabe", die Teilchen "nahe aneinander zu bringen" (bzw. die virutellen Teilchen).

Dann noch eine Frage: Die Tatsache, dass sich Teilchen aus anderen Teilchen bilden können spricht doch so richtig für so etwas wie die Stringtheorie (ohne auf die Details eingehen zu wollen), wo Teilchen so etwas wie "Moden" eines anderen "Etwas" (Vakuum) sind.

Hm.... je länger ich drüber nachdenke, glaube ich es bleibt einem nichts anderes übrig, als das alles mathematisch zu sehen bzw. "halt" mit Formeln zu beschreiben und es sich nicht vorzustellen zu versuchen...
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  #7  
Alt 31.07.08, 10:43
Benutzerbild von Uranor
Uranor Uranor ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beitr?ge: 2.428
Standard AW: Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen

Jau Slash,

Kinetik stellt konzentrierte Impulsenergie dar. Sie ist als Result-Energie nicht polar, lässt keinerlei polares Verhalten erkennen. Sie ist vektorbasiert und wird in der ART für den Makro als Masse-äquavilente Beharrung beschrieben.

Ist der Impuls p hoch genug, kann er über die polarladungs-basierte gegenseitige Teilchen-Abstoßung dominieren. Knochenlogisch betrachtet entsteht aus 2 stabilen Teilchen + e(kin) oder halt aus Teilchen + p ausgedrückt vielleicht ursprünglich quasi ein nichtstabiles Teilchen. Die Folge wird jedenfalls nach Zeitnutzung erfolgen.


Jau, die Stringtheorien gründen auf der QT, versuchen, jenseits der Planckskala zumindest überprüfbare Vorhersagen zu finden. Der Prozess ist im Gange, viele sagen, die Übung sei gescheitert.

Vom Wesen her fasse z.B. ich das so auf, dass alles auf virtuellem Potential, auf dem Quantenvakuum (QV) basiert. Immer wieder behaupten Zeitgenossen, genaueres darüber zu wissen, als uns von Gödel im Unvollständigkeitssatz *zugestanden* wurde. Sie sind keine Magier, also ist es nur wertfreie Wichtigtuerei. Wir wissen um erkannte Eigenschaften, um die geforderte und bestätigte Beobachtung, dass basierend auf der Unbestimmtheit des QV ab Überschreiten des Wirkungsquantums h unweigerlich physikalisch nachweisbares konkretisiert.



Jau, an der Stelle wieder meine Frage: Wie wird das aus dem Vakuum geborgte gem. der Blanko-Aussage zurückgezahlt? Nach dem Borgungs-Vorgang wird es doch als vollwertiges Teilchpaar erkannt.

Ich vermeine, hier einen causal irreversiblen Vorgang zu erkennen. Aus Paarvernichtung resultieren ja wieder komplexere Paare. Wie ich das System bis hin zur Großkosmologie bisher postulativ verstanden zu haben meine, scheinen die Beobachtungen sehr nahe zu legen, dass eine Rückzahlungpflicht offenbar gar nicht zu bestehen scheint. Alles scheint ohne magische Hilfsannahmen zu passen, wird bei Auswertung der Beobachtungen genau so gefordert werden müssen.



Gut. Also bei den beiden Teilchen in Aktion resultiert kein Vakuum, sondern die Physikalische Situation formatiert sich neu. Man nimmt das als gegeben hin. Dahinter gibt sich allerdings eine Eigenschaft es Vakuums zu erkennen. Vielleicht sind mehrere Eigenschaften kombiniert.

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Hm.... je länger ich drüber nachdenke, glaube ich es bleibt einem nichts anderes übrig, als das alles mathematisch zu sehen bzw. "halt" mit Formeln zu beschreiben und es sich nicht vorzustellen zu versuchen...
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Leider, ich denke, die Annahme basiert auf grundsätzlichem Error. Bringe ich 2 + 2 zusammen, kann ich nur 4 verstehen. Das bleibt rein mathematisch. Verstehe ich aber, dass ich 2 Sack Hühnerkacke und 2 Sack Zucker zusammengeschüttet habe, sagt mir die Forderung aus meinem Rühren-Verständnis, dass ich Bestandteile einer Rezeptur zu Keksteig aufgeschüttet habe.

Das maximale Verständnis sollte also bei Mathe + Sachkunde gelingen können. Es macht Sinn, sowohl Formal-Algor als auch Sprachalgor zu üben. Physiker verstehen, was sie tun, können es aber nicht unbedingt für uns verständlich vermitteln. Man denkt bei genügend Übung formal und weiß abstrahiert, was es bewirkt.

Gruß Uranor
__________________
Es genügt nicht, keine Gedanken zu haben. Man sollte auch fähig sein, sie auszudrücken.
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  #8  
Alt 31.07.08, 16:36
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard Kinetische Energie

Vielen Dank für die Antwort!

Was mir gerade noch als Frage (wegen des Eierkuchens / Zubereitung) bleibt ist:

Ist es so, dass bei hohen Energien die kinetische Energie die "Reaktionspartner" (Fermionen)

a) "nur" nahe genug zueinander bringt oder

b) aufgrund der kinetischen Energie baut sich so etwas wie ein (Higgs)- Feld beim Stoß (also der Verzögerung / Beschleunigung) der Teilchen auf bzw. gibt es ein "Impuls bzw. Massefeld"), welches dann wiederum dafür verantwortlich ist, dass es zu Umwandlungsprozessen kommt bzw. ist das das das unipolare Feld der konzentrierten Impulsenergie, welches sich auch "manifestiert" und wechselwirkt und ggf. sogar mit der starken WW , der schwachen , der EM und ohne mit der Graviation (???)

oder

c) ist ein schnelles (gerne "relativ" schnelles) Teilchen mit Ruhemasse "einfach nur anders" als ein langsames (?) (Hat es eine andere Materiewelle-Frequenz? Eine andere "amplitude" (vermutlich nicht ... :-( )

PS: Ich hab noch mehr Fragen, die ich aber nicht stellen kann, weil ich sie nicht weiss ...

Ge?ndert von Slash (31.07.08 um 17:28 Uhr)
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  #9  
Alt 31.07.08, 16:37
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard AW: Warum "reagieren" aufeinderprallende Teilchen

PS: Vielen Dank für die Antwort, ich bin schon ein bisschen weiter (vielleicht auch nicht und bilde es mir nur ein ;-) )

Ge?ndert von Slash (31.07.08 um 17:18 Uhr)
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  #10  
Alt 31.07.08, 09:38
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard Noch ne Frage

Wie "genau" müssen die Teilchen sich eigentlich treffen? Hm... bzw. die "Wolke" der das Teilchen umgebenden virtuellen Teilchen?


Definition (für diesen Beitrag): Größe eines Teilchens := 90% Aufenthaltswahrscheinlichkeit (Anmerkung: Falls so eine Definition überhaupt zulässig / sinnvoll ist)


Werden die Elektronen (oder Protonen) eigentlich wg. der Heisenbergschen Unschärferelation kleiner (da ja die Geschwindigkeit / Impuls ziemlich bekannt sind) (Anm.: Größe gemäß obiger Definition) ?


Ich finde es ohnehin "erstaunlich", dass so ein Photon bspw. auch ein Elektron eines Atoms anregen kann (in einen höheren Energiezustand versetzen kann) - "verpassen" die sich nicht (in der Regel) ? - oder ist bspw. das Photon so "groß" dass es das Elektron "spürt" und dann "entscheidet" es sich, "ja, ich will nun mit diesem Photon als Ganzes (ist ja ein Quant und kann nicht geteilt werden) reagieren und einen höheres Energieniveau einnehmen"...


"Schnappen" sich Teilchen die Wahrscheinlichkeitswellenzüge (bestimmt ein falscher Ausdruck) von anderen, vorbeiflitzenden Teilchen?
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