Abenteuer-Universum

Meine Vermutung zu Anfang war, dass sich die Diskrepanz zwischen magnetischem und Trägheitsmoment darin äußert, dass eine volle Bahnumrundung im Teilchenbeschleuniger oder Magnetfeld(frieren wir alle Lebensfunktionen des Teilchens für die Dauer der Umrundung mal ein) verschiedene Komponenten der Wellenfunktion eines Teilchens unterschiedlich stark/weit drehen müsste. Dadurch überlagern sie sich die Wellenfunktionen erst nach einer Drehung um einen bestimmten Winkel wieder so wie zu Anfang.

Meinst du damit Umrundung im Sinne von "einmal im Beschleuniger im Kreis rumfliegen"?

Ich weiss es nicht genau, eigentlich schon...
Gedanke war, ob sich unterschiedliche Komponenten der Wellenfunktionen(die das Teilchen bilden) voneinander getrennt unterschiedlich auf äußere Einwirkung verhalten, wie zum Beispiel sich in einer Achse unterschiedlich stark zu drehen...

Bei der gewöhnlichen Umrundung in einem Beschleuniger spielt der Spin keine Rolle.

Effekte des Spins sieht man jedoch bei der Kopplung an ein Magnetfeld (Stern-Gerlach Experiment, Zeeman-Effekt in der Atomphysik) sowie an den Bahndrehimpuls im Atom selbst (Spin-Bahn-Kopplung / Feinstruktur der Spektrallinien)

Tag zusammen

zur Higgs Problematik:

Bekannt ist der Ansatz, nämlich daß die Proca Gleichung unter der U(1) Transormation nicht mher invariant ist.

Folge daraus: Masseterme zerstören die Eichinvarianz.

Dito für die U_Y(1)xSU_L(2) Eichtrafos. Somit können und Bosonenmassen nicht eingeführt werden.

Grund: Eichsymmetrie tät zerstört werden.

Was blibt übrig?

Massenerzeugung durch spontane Energiebrechung, heißt Higgs-Kibble

Was passiert?

Dieses -von mir im Forum bereits beschriebene- Verhalten führt zu einem seltsamen Potential Verlauf, den man salopp als Sektflaschenboden bezeichnen mag.

Beschrieben wird der Boden der Sektflasche mit:



Dieses Potential ist symmetrisch - Rotation um ein Zentrum oder
Damit liegen die Zustände der niedristen Energie fest....UND

Das Teilchen wählt einen der Zustände aus

Das nennt man dann: sponate Sysmmetriebrechung.

Desweiteresn können jetzt die Freiheitsgrade ermittelt werden und wir erhalten

physikalische Teilchen





Und es geht noch weiter...führe ich jetzt nicht mehr im Detail aus. Aber es wird eine Helizizät, eine Spineinstellung dabei eingeführt, besser derer 3:

+1, -1 und 0

Damit haben wir eine longitudinale Polarisation.

Wir erhalten so 3 Felder mit Helizität 0, der elektrischen Ladung +1, -1 und 0

Diese werden benötigt um die zugehörigen Magnetfelder aufzuzeigen.

usw usw .... Was belibt dann??

Es bleibt nur ein einziges (auf Schwäbisch "koziges") beobachtbares Higgs-Boson

Die anderen drei verbleibenden werden gleichsam durch die Vektorpartikel aufgefressen.

Ist man soweit, kann auch die Masseerzeugung dargestellt werden .... verzichte ich drauf.

Ber auf die Quintessentz davon nicht:

Die Masseerzeugung der Leptonen als auch der Quarks lässt sich damit erklären, denn durch das Vakuum Higgs-Feld besitzten diese eine potentielle Energie

Anders und allgemeiner ausgedrückt:

Die Masse wird durch Kopplungskonstanten bestimmt. => Goldstone Boson

Nun mag man das messen können. Eventuel wird der LHC dieses aufzeigen .... große Hoffnung!

Und wenn die Hoffnung zerplatzt??

Fazit für die Diskussion von Tom:

Ich denke, daß wir auch hier eine Phänomenologie aufgebaut haben, welche durch das Modell Higgs Boson beschrieben ist. Erst dann, wenn Higgs tatsächlich gemessen wird, kann eventuell ein Schritt in die Richtung einer physikalischen Interpretation erfolgen.

Die Gesamtproblematik SPIN mit allem was sich dazu gesellt, sehe ich zur Zeit als Modellbildung oder Modellvorstellung an. Die Drehmatrizen sprchen zwar deren Sprache, aber eben sie sind die Modelle.

Die aus der Elektrodynamik folgendne Gesetzemäßigkeiten ... gyrierende Ladungsträger .. sind eine Folge aus den Maxwellgesetzen, welche zwar die E und M Felder sehr gut beschreiben, jedoch auch hier durch Erfahrungswert stützend helfen: div B = 0.

jedoch zeigt sich dabei, dass ein senkrecht stehen der Felder aufeinander einen neuen Vektor als Normalen Vekor produziert: POINTING Vektor.

Ein Indiz, daß die Drehmatrizen durchaus ihren Sinn haben.

Vermutung:

Ich vermute, auf Basis unseres heutigen Wissens mit all den Randgebieten udn auf Grund der so tief verwurzelten Nachweise im Gebeit der Relativistik, daß dieses Modellgebäude von der Wahrheit gar nich so fern ist. Wenn denn die Voraussagen des Higgs durch die LHC Experimente erfolgen -was durchaus wahrscheinlich ist- sollten wir diese Diskussion uns nochmals vorknöpfen und durchforsten, welche Argumente unsererseits denn zutrafen, welche nicht.


netten Gruß

Wilfried

Natürlich sind sowohl Spin als auch Higgs nur Modell der Realität. Ich denke aber, es gibt einen wesentlichen Unterschied:

Im Falle des Spins ist dieser sowohl zweifelsfrei experimentell nachweisbar als auch theoretisch gut fundiert. Im Falle des Higgs handelt es sich um eine "Krücke". In der Festkörperphysik werden ähnliche Konstrukte verwendet, allerdings ist dort das Teilchen bzw. das Kondensat = der Vakuumerwartungswert nie ein elementares Teilchen, sondern immer nur ein effektives Feld, das sich aus fundamentalen Objekten (Elektronen, Atomrümpfen im Festkörper) zusammensetzt. Das deutet darauf hin, dass uns im Falle des Higgs noch Überraschungen ins Haus stehen; z.B. werden sowohl effektive W-/Z-Selbst-WWs als auch Top-Quark-Kondenstate diskutiert.

Wir sollten die Spin-Diskussion (die eher physikalisch als philosphisch ist) von der Higgs-Diskussion trennen

Tag Tom

Wir sollten die Spin-Diskussion (die eher physikalisch als philosphisch ist) von der Higgs-Diskussion trennen

Das können wir machen, ich habe das Thema ja deshlab aufgefasst, da Du es hier angeführt hattest. Es ist jedoch sehr sinnvoll beide zu trennen

Gruß

Wilfried

Tag zusammen

Tom, ich muss nochmal auf das Spin Thema zurückkommen:

Wir kennen:

1. die Raum-Zeit Quantenzahlen, auch äußere Quantenzahlen genannt
2. die inneren Quantenzahlen, wie Isospin, Ladung, Baryonenzahl, Leptonenzahl

Unser Problem ist, daß wir nur auf Messungen zurückgreifen können, damit wir etwas über deren Natur erfahren und keinerlei Wissen besitzen, wes Ursache sie sind.

Die Darstellung oder von mir aus Einführung der QZs beruht doch darauf, damit wir die beobachteten Reaktionen beschreiben können.
Die Methodik der Zuordnung der QZs beruht daraus, einen Vergleich mit
den aus dem Invarianzprinzip abgeleiteten Auswahlregeln
und
den experimentel beoabchteten Reaktionen
durchzuführen.

Ziel ist es, einen widerspruchsfreien Satz von Eigenschaften zu erhalten.

Hauptproblem dieser methode ist eben diesen vollständigen Satz von QZs zu definieren oder anders ausgedrückt: alle QZs zu finden.


Nächster Problemkreis ist die Feststellung der QZs in Bezug auf Resonanzen.

Besondere Resonanzeigenschaften

- Zuordnung von: Spin, Isospin, Ladung, Baryonenzahl, Leptonenzahl
- Resonanzen in der starken WW -> extrem kurze Lebensdauer! ca. 10^-22 sec!!!.
Problem darin: Zerfall auf Grund eben der starken WW.
Konsequenz daraus: Beim Zerfall -> alle Erhaltungssätze der starken WW sind erfüllt
(nicht so bei den schwachen sowie EM bedingten Zerfällen)

Zurodnung: Resonanzen -> definierte QZs

Konsequenz aus dieser Zuordnung: Damit unterscheiden sich die QZs, welche aus den Resonanzen abgeleitet sind nur quantitiv von denen anderer Teilchen.

Ich vermute, daß die gesamte Problematik, die Tom in seiner Frage nach dem physikalischen Ursprung des Spins stellt, sich aus der bekannten Theorie nicht mehr ableiten läßt. Dazu sind viel zu viel modellmäßige Annahmen gemacht worden. Es wird wohl irgendwann darauf hinauslaufen -eventuell durch LHC Ergebnisse-, daß sich eine physikalische Begündung für den Spin abzeichnet. Die Aufgabe der Theoretiker wäre dann, den Abgleich zwischen der beisherigen Theorie (Betrachtungsweise) so durchzuführen, daß eben diese sich aus der physikalisch bedingten Darstellung als Sonderfall oder als Abstraktionsfall ergibt.

Netten Gruß

Wilfried

Ich sehe nicht, in welche Richtung deine Argumentation genau läuft. Es gibt ein Wechselspiel bei der Aufstellung von Theorien - auch innerhalb der Theorie selbst.

Im Falle der Raumzeit-Symmetrien war zuerst die Theorie der WW bekannt (Maxwell-Gleichungen), anschließend die Symmetrie (Lorentz-Trf.) und zuletzt die Quantenzahlen (Spin). Erst über die Dirac-Gleichung wurde letztlich dieser Zusammenhang physikalisch sichtbar. Im Falle der starken WW war es eher umgekehrt: zuerst waren die Quantenzahlen bzw. die Klassifizierungen ansatzweise sichtbar (Isospin), daraus wurde die Symmetrie abgeleitet (SU(2)[down]Isospin[/down], generell SU(N)[down]Flavour[/down]) und zuletzt wurde die WW aufgestellt (QCD mit SU(3)[down]Color
[/down]). Es gibt keinen Königsweg.

Die Resonanzen bzw. ihre Lebensdauer sind eher ein Nebenprodukt und nicht grundsätzlich wichtig; die Symmetrie der starken WW wäre keine grundsätzlich andere, wenn die Resonanzen nicht zerfallen würden. Auch nicht exakt gültige Symmetrien dienen ein starkes / gutes Ordnungskriterium; im Falle der Raumzeit ist nach heutigem Kenntnisstand die Symmetrie exakt.

Ich denke, die wesentliche Annahme ist, das Theorien über eine Lagrangedichte lokaler Felder mit gewissen (lokalen oder globalen) Symmetrien beschrieben werden können. Daraus folgen sehr viele auch experimentell überprüfbare Ergebnisse, so dass man umgekehrt auch die formalen Grundlagen als indirekt bestätigt ansehen kann.

Tag Tom

Ich sehe nicht, in welche Richtung deine Argumentation genau läuft.

Bitte keine Verwirrung...

meine Gedanken über dieses Thema haben sich in der Zwischenzeit nochmals um Dein Thema gedreht und ich habe die Theorie der Streumatrizen nochmals überdacht.

Dabei sind die in meinem letzten Beitrag angefügten Dinge hochgekommen, welche meine und ich denke auch Deine Meinung ebenfalls unterstreichen:

es gibt zur Zeit keine physikalische Begündung, sondern nur eine phänomenologische Begründung, eben basierend auf Experimenten.

Meiner Meinung nach können wir diese Diskussion -zumindest zwischen uns beiden- erst mal auf Eis legen, da keinerlei neue Erkenntnisse vorliegen.

Damit will ich aber die Diskussion nicht unterbinden, wenn andere Mitglieder hierzu beitragen wollen...dann man los!!!

In dem Sinne, Tom, warten wir beide mal auf die Ergenisse vom LHC oder??


Netten Gruß

Wilfried

gravi hat geschrieben:Ja, gibt es denn überhaupt eine Erklärung, dass ausgerechnet nur die genannten Spinzustände vorkommen?

Zunächst mal gibt es eine Erklärung, welche Spinzustände grundsätzlich möglich sind:0, 1/2, 1,3/2, 2, ... Dann gibt es die Aussage, das Quantenfeldtheorien an Spin 5/2 mathematisch inkonsistent werden; ich kenne aber die Details nicht; gibt ist jedenfalls kein Theorem mit mathematisch exaktem Beweis.

Tag zusammen

gibt ist jedenfalls kein Theorem mit mathematisch exaktem Beweis.

Das ist ein typisches Thema für eine Disseratation (Promotion oder Doktorarbeit).

Hier liegt noch echte Arbeit vor uns und eventuell sogar ein Nobelpreis. Denn die Ursache von Spin ist sehr sicher verbunden mit einer neuartigen Erkenntnis der Wirkungsverwaltung in der Materie.

Wer hier das Können hat sich dieses Themas anzunehmen, der möge hervortreten

.... ich warte .... ich warte .... ich warte ..... ich warte ....


Netten Gruß

Wilfried

wilfried hat geschrieben:Der Spin ist eine Modelldarstellung, welche sehr schön und auch modellmäßig schlüssig alle bekannten Effekte aufzeigt. Er ist damit ein künstliches, aber sehr brauchbares Konstrukt, welches zur formalen Darstellung der QM mit allen Randgebeiten dringend notwendig ist.

Sollte die physikalsiche Ursache gefunden werden, so liegt der Schluss demzufolge nahe, dass sich daraus dieses Konstrukt allgemeingültig ergeben wird.

je nachdem wo die tiefe modell volstellung ansetztz. letzlich snd alle unsere begriffe über elektronen photonen quanten, alles nur modelle die wir bilden um mit der umwelt klarzukommen.

spin ist für mich eine definition, die bestimmte eigenschaften von elementarteilchen (feldern) beschreibt, hier halt das transformationsverhalten unter rotationen. wendet man die die rotationsopeartoren, in der qm sind es immer operatoren die auf die zustände wirken. dann erkennt man, dass die rotationsoperatoren in 2 terme zerfallen, einer beschreibt den bekannten drehimpuls und der andere den spin, der eine eigenschaft des feldes an sich ist. auch wenn kein bahndrehimpuls vorhanden ist. und man findet dann dass die eigenwerte dieser operatoren für die rellen vektor-felder (zb photonen) nunmal spin 1, für die komplexen spinorfelder (zb elektronen) nunmal 1/2, für skalare felder (z.b. hypotetische higgs) spin=0, für tensorfelder (zb. hypotetische graviton) spin 2. (wenn ich fwas falsches schreibe, bitte korrigieren)

wenn die quantenzahlen erhalten sind, dann liegt ne symmetrie zugrunde, und das sind nunmal unsere raumzeitsymmetrien, beschrieben durch die symmetriegruppe SO(3,1)~SU(2)*SU(2). das sind fundamentale eigenschaften der felder in unserer raumzeit. bzw. wenn wir eine SO(3,1) symmetrie vorliegen haben, müssen die felder einen definierten spin von 0,1/2,1/3/2/2...haben, warum wir eine homogenität und isotropie der "nackten" raumzeit haben, weiss ich nicht. aber wer das eine bedingt das andere (nöther theorem)

und dieses verhalten bezeichnen wir als spin. genauso wie wir die ladung des elektrons eben als elektrische ladung bezeichnen, deren erhaltung ja letzlich aus der U(1) symmetrie der elektromagnetischen wechselwirkung folgt. entweder ladung, masse und so sind auch nur hilfreiche modelle, formale konstrukte, dann kann man den spin auch so bezeichnen, oder aber man sagt das sind definierte eigenschaften der realität, dem ich halt einen namen geben muss, dann ist der spin das auch. in dem fall ist das kein formales nützliches konstrukt.

ich tendiere zu letzerem, weil diese begriffe die obkjektive realität beschreiben. die spin eigenschaften, genaus wie ladung und masse, gäbe es auch, wenn wir nicht da wären. nur würden diese eigenschaften und die darausfolgenden konsequenzen keinen namen tragen.

aber warum es nicht mehr als spin 2 gibt als einteilchenzustand. vielleicht gibs nix grösseres fundamentales als tensorfelder in der natur und wir haben damit alle möglichkeiten ausgeschöpft. hängt das vielleicht mit der dimensionalität der raumzeit zusammen ?

tomS hat geschrieben:Natürlich sind sowohl Spin als auch Higgs nur Modell der Realität. Ich denke aber, es gibt einen wesentlichen Unterschied:

Im Falle des Spins ist dieser sowohl zweifelsfrei experimentell nachweisbar als auch theoretisch gut fundiert. Im Falle des Higgs handelt es sich um eine "Krücke".

jaaaa, aber falsl sich diese krücke als tatsächlich vorkommendes skalares feld erweist, hat es spin 0

deltaxp hat geschrieben:aber warum es nicht mehr als spin 2 gibt als einteilchenzustand. ... hängt das vielleicht mit der dimensionalität der raumzeit zusammen ?

Nein; angeblich ist die Quantisierung ab S=5/2 nicht mehr konsistent möglich; ich habe aber noch keine Quelle dafür gefunden

Hallo,

ich hoffe ja jetzt nicht das ich mich lächerlich mache, und vielleicht habe ich auch nur etwas falsch verstanden. (Das hoffe ich, denn ansonsten frage ich mich ob ich diesem Forum gewachsen bin). Ich darf zitieren:

So, heute ist mir wieder etwas eingefallen worüber ich mir seit Kind immer mal wieder Gedanken mache und es nach kurzer Überlegung als mehr oder weniger gegeben hinnehmen muss.

darf ich das so verstehen, das Skeltek sich seit seiner Kindheit darüber Gedanken macht? Wenn dem so ist, kann ich mich nur weinend in mein Kissen vergraben. Als Kind hab ich mich eher gefragt warum ich nur eine 3 in Mathe bekommen habe obwohl ich geübt habe. Und bei diesen Arbeiten ging es eher um plus, minus, geteilt und malnehmen als um die grundlegende Struktur des Universums.

Ich hoffe mein Beitrag wird jetzt nicht als Spam bewertet, denn ich kann euch versichern das mich das gerade wirklich zum Grübeln gebracht hat.
Zum eigentlichen Thema habe ich gerade nichts zu sagen, einfach deshalb weil ich ersteinmal die Frage verstehen muß.

Gruß

Euer Zausel

Keine Sorge, hab mich schnell gelangweilt, in der vierten Klasse dann im Untericht nur noch zum Fenster raus geguckt, 1en geschrieben und spätestens beim Abi wegen Desinteresse völlig resigniert. Hab erlebt was für extreme Adrenalinschübe und intensive Gefühle Langeweile auslösen kann... Abi hab ich dann grade so noch geschafft(ein Punkt weniger im mündlichen und ich wär durchgefallen). Hab nen schlecht bezahlten Job(wegen schlechtem Zeugniss), aber setz grad alles dran noch die Kohle für ein Studium zusammen zu kriegen(lange geschichte).
Schreibe nur extrem ungern drüber, weil das einerseits arrogant klingt und andererseits ein Armutszeugniss ist. Objektiv kann man sowas vermutlich auch nicht wirklich rüberbringen.


Zum spin wollte ich noch etwas hochladen, bekomme aber immer wieder die Fehlermeldung
"Konnte Dateianhang nicht nach ./files/156_a695cb39489effc447d1300eca01f343 hochladen" <- kann das Bild hier net uploaden
Weiß da jemand woran das liegt?

Derzeit scheint es heftige Probleme mit unserem Server zu geben, was das Thema "Bilder im Forum" betrifft. Seit ein paar Tagen bin ich schon mit dem anderen von mir betreuten Forum beschäftigt, dort kann man zwar Bilder hochladen, die werden aber nicht angezeigt...

Wie groß ist denn Dein Bild, von den Abmessungen und der Dateigröße her und in welchem Format hast Du es vorliegen?

Gruß
gravi

k.A. Bin unterwegs. Hab vorausahnend Seekers Bild mit der Düse genommen, umbenannt und mit Ms Paint bearbeitet, um sicherzustellen, daß Auflösung und Format Forum-kompatibel sind.
Das erste Bild daß ich erfolgreich hochladen konnte wird wie ich heut gemerkt habe auch nicht mehr angezeigt. Seekers Bild übrigens auch nicht mehr.
Gruß

So, Problem beseitigt.
Das Hochladen sollte nun wieder funktionieren.

Gruß
gravi

Ich habe erst kürzlich diesen interessanten Thread über die Bedeutung bzw Existenz des Spins gesehen.

Skeltek hat geschrieben:handelt jedoch um das vermutlich grundlegendste was das Universum an Konstrukten hervorgebracht hat: dem Spin

gravi hat geschrieben:Für mich ist der Spin eine ureigenste Eigenschaft eines Teilchens.
So wie andere Quantenzahlen, z.B. die elektrische Ladung, ist der Spin nicht abhängig von der Wechselwirkung mit anderen Teilchen

Ich sehe den Spin aber auch als Schlüssel um besser einen Einblick in gewisse, sonst verborgene Gebiete der Physik zu finden.

Natürlich könnte man den "Spin" neben "Ladung" etc einfach als eine gegebene Eigenschaft eines Teilchens sehen und keine weiteren Fragen dazu stellen.
So ist es ohnehin innerhalb eines Menschenlebens nicht möglich, sich vertieft um jede einzelne der denkbaren Fragen zu kümmern.
Speziell da ja jede gelöste Frage auch bereits wieder neue Fragen in die Welt setzt (mal von Mathematik abgesehen).
Also muss man Prioritäten setzen. Da kann es schon Sinn machen, bei der Frage zum Spin diese Fragenkette willentlich zu unterbrechen.

Andererseits finde ich diesen Wert 1/2 beim Spin auch verlockend: Der Wert ist ja sehr unerwartet und nicht einfach durch eine x-beliebiges Modell einer Eigendrehbewegung erklärbar.
Es scheint mir eher wie ein Finerabdruck: Ein Modell, welches einen Wert von 1/2 beim Spin liefert, ist aus meiner Sicht sicher ein guter Kandidat um weiter hinterfragt zu werden.
Ich kenne gerade mal ein einziges Modell einer Eigendrehbewegung, welches einen Spin von 1/2 erzwingt.

Gruss
Gepakulix

wie gesagt, der Wert 1/2 folgt eigtl. zwingend aus der Symmetrie der 3+1 dim. Raumzeit; alles andere, also insbs. nur ganzzahlige Werte, wäre unnatürlich

tomS hat geschrieben: der Wert 1/2 folgt eigtl. zwingend aus der Symmetrie der 3+1 dim. Raumzeit

Das möchte ich weder bezweifeln noch hinterfragen.
Ich muss aber jetzt kurz das Thema des "Spins" verlassen. Es geht um das Thema eines "Modells".

Wenn man sich bei einem Problem ein geistiges Modell macht, dann kann man daraus Konsequenzen (Formeln) ableiten.
Diese Formeln kann man dann mit der Wirklichkeit (Messung) vergleichen.
Wenn die Formeln mit der Messung übereinstimmen, dann ist das ein sehr guter Hinweis, dass das Modell vernünftig ist und vielleicht auch zutrifft.

Das Problem kommt dann, wenn 2 verschiedene Modelle dieselben Formeln ergeben.
Dann genügt die bestätigte Formel nicht mehr, um auch das Modell zu bestätigen.

Mit anderen Worten:
Wenn das Modell der Symmetrie der 3+1 dim. Raumzeit einen Wert 1/2 beim Spin erzwingt, dann genügt das nur solange es kein anderes Modell gibt.

Wenn eine eine Braut nur einen Verehrer gefunden hat, dann muss Sie ihn vielleicht halt nehmen.
Wenn sie aber mehrere Verehrer hat, dann lohnt es sich die Vorzüge eines jeden anzuschauen bevor sie sich entscheident.


Gruss
Gepakulix

Ja, korrekt, so würde ich den Charakter eines Modells auch beschreiben. Nur - hast du denn eine Alternative für den Spin 1/2 - und wenn ja, wie lautet sie?

Ich bin mir nicht sicher, ob ich deine Frage richtig verstanden habe.

Meinst du, wie diese Eigendrehbewegung eines Wellenpakets konkret aussehen muss, damit sich rechnerisch der Spin 1/2 ergibt?