Hinweis auf die DSGVO: Auf unserer Seite werden keine Dritt-Anbieter-Cookies verwendet und nur Daten erfasst, welche für das Minimum an Board-Funktionalität notwendig sind.
Bevor Sie sich registrieren oder das Board verwenden, lesen Sie bitte zusätzlich die DSGVO-Erklärung, welche in der Navigationsleiste verlinkt ist.

Kurzfassung der unserer Meinung nach wichtigsten DSGVO-Punkte:
Es kann vorkommen, dass Benutzer eigenverantwortlich Videos oder sonstige Medien in ihren Beiträgen verlinken, welche beim Aufruf der Forenseite als Teil der Seite samt zugehörigem Material mitgeladen werden. Sollten Sie dies nicht wünschen, verwenden Sie beim Benutzen des Forums einen Blocker wie z.B. uMatrix, welcher das Laden von Inhaltsblöcken von Fremd-URLs effektiv unterbinden kann.
Wir blenden keine Werbung ein und schränken die Inhalte in keinster Weise bei Benutzung von Addblockern ein. Dadurch ist die Grundfunktionalität des Forums auch bei vollständigem Blockieren von Drittanbieter-Inhalten stets gegeben.

Cookies werden unsererseits nur verwendet um das Einloggen des Benutzers für die Dauer der Forenbenutzung zu speichern. Es steht dem Benutzer frei die Option 'Angemeldet bleiben' zu verwenden, damit der Cookie dauerhaft gespeichert bleibt und beim nächsten Besuch kein erneutes Einloggen mehr notwendig ist.
EMail-Adressen werden für Kontakt bei wichtigen Mitteilungen und zur Widerherstellung des Passwortes verwendet. Die verwendeten IPs können von uns ohne externe Hilfsmittel mit keiner realen Person in Verbindung gebracht werden und werden nach spätestens 7 Tagen gelöscht. Diese IPs werden höchstens verwendet um Neuanmeldungen unerwünschter oder gesperrter Nutzer zu identfizieren und zu unterbinden. Wir behalten uns daher vor bei Verdacht, die Frist für die IP-Löschung auf maximal 14 Tage zu verlängern.
Unsere Webseite läuft auf einem virtuellen Linux-Server, welcher von einem externen Anbieter gehostet wird. Etwaige Verstöße der DSGVO-Auflagen seitens dieses deutschen Hosters können wir nicht feststellen und somit auch nicht verfolgen.
Wir halten Backups unserer Datenbanken, welche in regelmäßigen Abständen als Schutz vor Katastrophen, Hackerangriffen und sonstigen Ausfällen erstellt werden. Sollte ein Nutzer die Löschung seiner Daten wünschen, betrachten wir es als Unzumutbar die Backups auch von den Daten zu befreien, da es sich hierbei um eine mehrtägiges Unterfangen handelt - dies ist für eine Einzelperson beim Betrieb eines privaten Forums nicht zumutbar möglich ohne das Backup komplett zu löschen.
Sollten Sie etwas gegen die dauerhafte anonyme Speicherung ihrer EMail-Adresse, ihres Pseudonyms und ihrer Beiträge in einem Backup haben, sehen Sie von der Registrierung in diesem Forum ab. Für Mitglieder, welche vor dem 25.05.2018 registriert waren steht jedoch das Recht im Raum, eine Löschung der Datenbank-Backups zu beantragen.



Wenn dies Ihr erster Besuch hier ist, lesen Sie bitte zunächst die FAQs sowie die wesentlichen Regeln zur Benutzung des Forums.
Um an den Diskussionen teilnehmen zu können, müssen Sie sich zunächst registrieren.

Antimaterie aus der Mitte unserer Heimatgalaxie

Hinweise zu besonderen Ereignissen am Firmament
Antworten
Benutzeravatar
Ray Light
übernimmt bald das Forum
übernimmt bald das Forum
Beiträge: 339
Registriert: 25. Sep 2006, 17:13
Wohnort: München

Antimaterie aus der Mitte unserer Heimatgalaxie

Beitrag von Ray Light » 10. Jan 2008, 20:26

Hallo zusammen,

aktuelle Beobachtungen mit dem europäischen Gammateleskop Integral belegen, dass Röntgendoppelsterne (genauer: LMXBs), die sich im Zentrum der Milchstraße häufen, Quellen von Positronen sind. Diese Teilchen werden beim Zusammenstoss mit Elektronen in der Umgebung der Doppelsterne vernichtet und erzeugen Gammastrahlung bei einer Energie von 511 keV. Genau diese Emission wurde beobachtet.

Der Clou: Die räumliche Verteilung der Gammaastrahlenintensität stimmt bestens mit derjenigen von den Röntgendoppelsterne überein. Das legt die o.g. Interpretation nahe.

Die Positronen werden im Akkretionsfluss auf die kompakte Komponente durch Paarbildung erzeugt. Das kommt daher, weil bei der Akkretion hochenergetische Strahlung entsteht, die so viel Energie hat, dass sie sich zu Teilchenpaaren aus Elektronen und Positronen umwandeln kann.

Knapp gesagt: Neutronensterne und Schwarze Löcher sind Lieferanten von Antimaterie, die jedoch in der Umgebung des Systems wieder vernichtet wird.

Dazu ein ausführlicher Blog:
http://www.kosmologs.de/kosmo/blog/eins ... ilchstra-e

Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.

Benutzeravatar
Stephen
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 3012
Registriert: 14. Dez 2005, 17:09
Wohnort: Halle (Saale)

Beitrag von Stephen » 11. Jan 2008, 02:21

Hallo Ray,

als Laie gehe ich einmal langsam an die Geschichte heran - bitte um Nachsicht...

Positronen sind für mich die "Gegenstücke" zu Elektronen. Sie erinnern mich irgendwie sehr stark an Neutronis, obwohl die Positronen im Gegensatz dazu "mikrosekündlich" vom Aussterben durch den Kontakt mit sichtbarer Materie bedroht sind. Wobei ein Neutrino - auf Grund kaum vorhandener Masse - weder Antimaterie noch Dunkler Energie zugeordnet werden kann...

Obwohl Positron und Neutrino scheinbar nichts miteinander zu tun haben, gehören sie zu den Anti-Baryonen und unterscheiden sich damit vehement von den stark wechselwirkenden Femionen (die dem Paulischem Ausschließungsprinzip, der schwachen Wechselwirkung und u.U. sogar der elektromagnetischen Kraft folgen).

Ich liege hoffentlich soweit physikalisch richtig. Falls nicht - ich hab ein sehr dickes Fell und bin schon Tausend Mal ins Fettnäppchen gelatscht :lol:

Nun zur eigentlichen Antwort:

Produktion mit sofortiger Vernichtung von Antimaterie in der Nähe von SLs oder Neutronensternen wäre eine sehr praktische Lösung, die man natürlich noch irgendwie "hinbiegen müste"... Aber Scherz beiseite: Ich finde den Gedanken, dass Antimaterie nur kurzfristig - also auch außerhalb (und vor allem!) unseres menschliches Eingreifens - existiert durchaus für logisch und diskussionswürdig!

Gruß, Steffen
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
Mark Twain

Benutzeravatar
tomS
Administrator
Administrator
Beiträge: 10116
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29
Wohnort: Nürnberg

Beitrag von tomS » 11. Jan 2008, 07:43

Hallo zusammen

@Steffen,

ein paar Korrekturen zu deinen Anmerkungen über die Positronen und Neutrinos:

Elektronen und deren Antiteilchen, die Positronen, sind beides Fermionen (Spin = 1/2), die ausschließlich der elektro-schwachen Wechselwirkung unterliegen. Sie koppeln dabei sowohl elektromagnetisch als auch schwach.
Neutrinos und deren Antiteilchen (einfach Antineutrinos) sind ebenfalls Fermionen und unterliegen ebenfalls der elektro-schwachen Wechselwirkung, jedoch nur dem schwachsen Sektor (da sie keine elektrische Ladung tragen). Es sind jedenfalls keine Baryonen.
Quarks sind wiederum Fermionen, die neben der Elektro-schwachen auch der starken Wechselwirkung unterliegen. Diese ist für die gebundenen Zustände der Quarks verantwortlich: entweder drei Quarks, ergibt die Baryonen, darunter u.a. Protonen und Neutronen; oder ein Quark und ein Antiquark, ergibt Mesonen, z.B. Pionen. Hadronen und Mesonen zusammengefasst sind die sogenannten Hadronen.
Alle genannten Fermionen (auch deren Antiteilchen) unterliegen also der elektro-schwachen Kraft und dem Paulischen Ausschließungsprinzip. Eletronen und eine bestimmte Neutrinosorte sind sowas wie Partner - man sieht dies jedoch nur der mathematischen Formulierung an, weniger ihren physikalischen Eigenschaften (sie sind keine Anti-Baryonen).
Ein Neutrion (bzw. Antineutrino) kannst du der gewöhnlichen Materie (bzw. Antimaterie) zuordnen. Ob sie einen Beitrag zur dunklen Materie leisten, ist meines Wissens nach umstritten, eigentlich sollten sie zu leicht dafür sein. Mit dunkler Energie haben alle hier genannten Teilchen nichts zu tun.

@Ray:
Bedeutet dies, dass man ein weiteres Indiz (Beweis?) für die Existenz von schwarzen Löchern bzw. den Mechanismen wie Akkretion usw. hat?
Gruß
Tom

«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

Benutzeravatar
Ray Light
übernimmt bald das Forum
übernimmt bald das Forum
Beiträge: 339
Registriert: 25. Sep 2006, 17:13
Wohnort: München

Beitrag von Ray Light » 11. Jan 2008, 08:49

Hallo zusammen,

ich habe noch einen Begriff vermisst: Leptonen

Elektronen, Positronen und Neutrinos (genauso wie die Myonen und Tauonen) gehören zur Familie der Leptonen. Das ist eine der beiden fundamentalen Familien der Elementarteilchen. Die andere Familie sind die Quarks.
Leptonen unterliegen der schwachen, elektromagnetischen und gravitativen Wechselwirkung; Quarks unterliegen der starken, schwachen, elektromagnetischen und gravitativen Wechselwirkung (also allen Kräften).

Die Unterteilung aller Teilchen in die Gruppe der Fermionen (haben halbzahligen Spin, nicht nur S = 1/2, auch S = 3/2 etc.) und Bosonen (haben ganzzahligen Spin) ist im Prinzip eine statistische Sicht auf die Teilchen (Stichwort: Spin-Statistik-Theorem).
Leptonen und Quarks sind Fermionen. Typischerweise sind die Austauschteilchen der Kräfte Bosonen, z.B. Photonen, Gluonen, W- und Z-Bosonen - aber auch das Higgs-Boson. Das hypothetische Graviton ist ein Boson mit Spin 2 (d.h. ein Tensorboson).

Baryonen sind alle Teilchen, die sich aus drei Quarks zusammensetzen, z.B. Proton und Neutron.
Mesonen heißen alle Teilchen, die sich aus zwei Quarks zusammensetzen, z.B. das Pi-Meson (kurz Pion).

Zu den Neutrinos:
Es ist gegenwärtig noch nicht klar, ob das Neutrino sein eigenes Antiteilchen ist. Falls das so ist, nennt man es Majorana-Teilchen. Rein formal entsteht beim Zerfall eines (im Atomkern gebundenen) Protons (dem so genannten Beta-Plus-Zerfall) ein (Elektron-)Neutrino; beim Zerfall eines Neutrons (dem so genannten Beta-Minus-Zerfall) ein Anti-(Elektron-)Neutrino. Das muss so sein, weil es einen Erhaltungssatz für die Leptonenzahl gibt (der vermutlich nur im frühen Universum nicht galt).
Zurzeit versuchen Forscher mit dem doppelten Betazerfall (engl. double beta decay) nachzuweisen, ob das Neutrino sein eigenes Antiteilchen ist. Bislang hat nur die Heidelberg-Moskow-Kollaboration dafür Indizien gefunden, die aber in der Community umstritten sind.

Wer jetzt von den ganzen "-onen" verwirrt ist, möge eine kompakte Zusammenstellung zur Klassifizierung und Nomenklatur von Teilchen hier nachschlagen:

http://www.wissenschaft-online.de/astro ... _t.html#tz

Das bringt Ordnung in den Teilchenzoo...

Tom schrieb:
Bedeutet dies, dass man ein weiteres Indiz (Beweis?) für die Existenz von schwarzen Löchern bzw. den Mechanismen wie Akkretion usw. hat?
Schwierig zu beantwortende Frage - ich würde sagen, dass das nur ein sehr indirektes Indiz ist.
Die Interpretation der Integral-Beobachtung lässt nur den indirekten Schluss zu, dass akkretierende, kompakte Objekte Quellen für Positronen sind. Die Natur der Röntgendoppelsterne (hier: LMXB) involviert ja auch nur ein Modell, nämlich dass dort ein Stern und ein kompaktes Objekt umeinander kreisen. In einem LMXB kann die kompakte Komponente ja ein Neutronenstern oder ein stellares Schwarzes Loch sein.
Ein weiteren Punkt ist, dass der Ursprung der Positronen im Akkretionsfluss auch nur ein Modell ist. Es gibt viele weitere Mechanismen zur Produktion leptonischer Plasmen. Dazu gehören z.B. MHD-Prozesse am Ereignishorizont Schwarzer Löcher oder in Pulsaratmosphären- das wird hier nicht favorisiert. Hier wird die Paarbildung im Akkretionsfluss herangezogen.

Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.

Benutzeravatar
Stephen
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 3012
Registriert: 14. Dez 2005, 17:09
Wohnort: Halle (Saale)

Beitrag von Stephen » 11. Jan 2008, 18:07

Vielen Dank an Tom und Ray...

Ich gestehe, dass mir trotz der sehr guten Erläuterungen und dem Link zum Verständnis des Teilchenzoos die ganze Geschichte immer noch nicht einleuchtet; man merkt es in der Regel daran, dass man keine konkrekten Fragen formulieren kann :wink:

Nochmals Danke für Eure Geduld...

Gruß, Steffen
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
Mark Twain

Benutzeravatar
tomS
Administrator
Administrator
Beiträge: 10116
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29
Wohnort: Nürnberg

Beitrag von tomS » 12. Jan 2008, 00:09

Hallo,

es gibt auch noch andere "onen", nämlich ... nein, Spaß beiseite. Anstelle die ganzen neuen Begriffe einzuführen, ist es vielleicht besser, zu versuchen, nur eine grobe Klassifizierung der Teilchen vorzunehmen:

1) Zum einen macht es einen grundsätzlichen Unterschied, ob Teilchen einen ganz- (0, 1, 2) oder halbzahligen (1/2, 3/2) Spin haben.
2) Zum anderen klassifiziert man Teilchen nach den Wechselwirkungen, denen sie unterliegen.
3) Jede Wechselwirkung koppelt nun an bestimmte Ladungen, z.B. koppelt die elektromagnetische WW an die el. Ladung. Es gibt auch kompliziertere WWs, z.B. die starke WW, die an drei "Farbladungen" koppelt (hat natürlich nichts mit der Farbe zu tun). Als man noch wenig Teilchen kannte, hat man bei Neuentdeckungen auch neue Namen erfunden; heute gibt es so viele davon, dass man eher geneigt ist, sparsam zu sein, man könnte das Positron z.B. auch einfach Anti-Elektron nennen.
4) Wenn man dann alle Fermionen (Spin halbzahlig) mit den verschiedenen Ladungen nach 2) bzw. 3) beieinander hat, dann stellt man fest, dass es davon auch noch drei verschiedene "Generationen" von Fermionen gibt; also gibt es quasi nochmal zwei weitere identische Kopien des Elektrons (=> Myon, Tauon), dasselbe für Neutrinos, Quarks usw. Diese Teilchen sind (bis auf die Masse) identisch, d.h. die Eigenschaften oder Ladungen, die sich aus 1), 2) und 3) ergeben, sind zunächst mal gleich.
Für Bosonen (Spin ganzzahlig) gibt es diese verschiedenen Generationen nicht.
5) Jenseits des Standardmodells der Elementarteilchenphysik gibt es Vorschläge / Spekulationen für Erweiterungen (z.B. Supersymmetrie)
wodurch noch weitere "Ladungen" und "onen" eingeführt werden.

So, ich glaube, das reicht; eigentlich ging es ja um was ganz was anderes.
Gruß
Tom

«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

Benutzeravatar
Stephen
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 3012
Registriert: 14. Dez 2005, 17:09
Wohnort: Halle (Saale)

Beitrag von Stephen » 13. Jan 2008, 17:00

... wobei die Doppelbedeutung Positron/Anti-Elektron eigentlich noch in die Kategorie "harmlos" eingestuft werden kann. Neutron = Hadron = Nukleon = Fermion = Baryon ist da schon wesentlich unübersichtlicher und eher Regel als Ausnahme...

Eine richtig geniale Übersicht bzgl. solcher Zusammenhänge - am besten in grafischer Form - ist sowas jemandem bekannt?

Stimmt - passt nicht so ganz in diesen news-link... :wink:

Gruß, Steffen
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
Mark Twain

Benutzeravatar
tomS
Administrator
Administrator
Beiträge: 10116
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29
Wohnort: Nürnberg

Beitrag von tomS » 13. Jan 2008, 21:06

Gute Frage,

ich hab mal bei Wikipedia geschaut, evtl. gefällt dir der Eintrag "Elementarteilchen" http://de.wikipedia.org/wiki/Elementarteilchen. Ich finde die Graphik ganz gelungen, aber die beiden schrägen blauen LInien verstehe ich nicht. Außerdem erkennt man nicht, dass sich alle Teilchen der linken Seite aus den Quarks und Gluonen auf der rechten Seite zusammensetzen.
Gruß
Tom

«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

Benutzeravatar
Stephen
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 3012
Registriert: 14. Dez 2005, 17:09
Wohnort: Halle (Saale)

Beitrag von Stephen » 13. Jan 2008, 21:59

boah - das ist ja noch "schlimmer" als erwartet :wink:

Nichts für ungut: Kaonen-plus, Sigma-null, Xi-minus - ich streiche die Segel und gebe mich geschlagen...

Welche schräge Linie hattest Du auf dem Kieker @Tom? - die fette zwischen Bosonen und Fermionen zu den subatomaren Teilchen oder Mesonen und Baryonen zu den Hadronen? *grins*

Irgendwann ist für einen "Normalsterblichen" Schluss bzgl. der Aufnahmefähigkeit in Sachen "Physik für Anspruchsvolle". Das ist alles andere als böse gemeint! Damit kann man sich eigentlich nur auskennen, wenn man sich damit täglich beschäftigt...

Gruß, Steffen...
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
Mark Twain

Benutzeravatar
tomS
Administrator
Administrator
Beiträge: 10116
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29
Wohnort: Nürnberg

Beitrag von tomS » 14. Jan 2008, 00:34

Hallo!

wollte dich nicht noch mehr verwirren - tut mir leid.

Rechts siehst du die Struktur der echt elementaren Teilchen (zwei Äste, einer für Bosonen und einer für Fermionen).

Links siehst du ausschließlich aus Quarks zusammengesetzte Teilchen, also keines davon ist elementar. Weil es nun so viele Quarks gibt, hast du natürlich hunderte von Möglichkeiten. Du findest die Mesonen (sind alle Bosonen)und Baryonen (sind alle Fermionen), unter den Baryonen dann auch Proton und Neutron; andere Teilchen links sind eben weitere Beispiele dafür - aber vergiss die einfach mal.

Dass Baryonen immer Fermionen sind liegt daran, dass sie aus drei Quarks zusammengesetzt sind, so dass sich deren Spins wie folgt addieren können: S_Baryon = 1/2 + 1/2 - 1/2 = 1/2 oder S_Baryon = 1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2. Protonen und Neutronen haben z.B. Spin 1/2.

Dass Mesonen immer Bosonen sind liegt daran, dass sie aus einem Quark und einem Antiquark zusammengesetzt sind, so dass sich deren Spins wie folgt addieren können: S_Meson = 1/2 - 1/2 = 0 oder S_Baryon = 1/2 + 1/2 = 1. Pionen haben z.B. Spin 0.
Gruß
Tom

«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

Benutzeravatar
Stephen
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 3012
Registriert: 14. Dez 2005, 17:09
Wohnort: Halle (Saale)

Beitrag von Stephen » 14. Jan 2008, 01:45

Hallo,

Blödsinn, keinerlei Entschuldigung notwändig... (ja, das "ä" kommt mir auch unplaziert vor...) :wink:

Du hast die Sache gerade wunderbar erklärt (besten Dank!), allerdings muss ich jetzt dringend ins Bett. Wir klären das später und besser in einem anderen thread...

Gruß, Steffen
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
Mark Twain

Benutzeravatar
AlTheKingBundy
Senior-Master
Senior-Master
Beiträge: 572
Registriert: 10. Dez 2005, 23:06
Kontaktdaten:

Beitrag von AlTheKingBundy » 15. Jan 2008, 12:15

bei den elementarteilchenlisten sieht man aus historischen gründen oft verwirrend viele teilchen, die eigentlich nicht elementar sind.

nach heutigem experimentellen kenntnisstsand sind elementar (ohne innere struktur = aufbau):

leptonen
quarks
austauschteilchen der wechselwirkungen (photonen, gluonen, gravitonen, W-, Z-bosonen)

Antworten