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PN's Forum \ Wissen/Nachdenken \ allgemeine Wissenschaft \ die Planck-Einheiten und die Quantenmechanik


 Poison Nuke  *

#1 Verfasst am 01.09.2008, um 18:49:52



Hallo,

diese Frage ist wohl schon fast direkt an teiring gerichtet 8)

also beim Lesen von Greene fällt mir gerade eine Frage auf, die das Buch nicht wirklich geklärt hat:
die Strings aus der Superstringtheorie "verwischen" ja das Chaos der Quantenmechanik ein wenig, weil sie ja eine bestimmte Abmessung haben und damit keine unendlich kleinen Muster "sondierbar" sind. Die Strings haben theoretisch als Abmessung genau eine Planck-Länge von 10^-33 cm. Alles was kleiner als diese Länge ist, kann also so oder so nicht erfasst werden gemäß der Stringtheorie.

Im Standardmodell der Teilchenphysik hingegen ging man ja von Nulldimensionalen Elementarteilchen aus, wodurch man unendlich schrumpfen könnte und daher auch das "Chaos" der Quantenmechnik kam.

Nur jetzt frage ich mich halt:
wenn die Stringtheorie begründet, dass man eh nichts beobachten könnte, was kleiner als die Planck-Länge ist und damit die Unschärferelation nicht mehr so von Bedeutung ist, wie konnte dann die Quantenmechanik bisher überhaupt diese Begründung liefern, dass im kleinsten Maßstab nix vorhersehbar ist? Weil da wurden ja Elektronen und Photonen beobachtet, welche von den Abmessungen her ja klar extrem viel größer als ein String sind.


greetz
Poison Nuke

teiring

#2 Verfasst am 01.09.2008, um 22:58:30



Deine Frage ist ziemlich unverständlich für mich gestellt, ich wär froh, wenn du sie nochmal neu formulieren könntest.



 Poison Nuke  *

#3 Verfasst am 02.09.2008, um 05:45:12



also so wie ich das gelesen habe, hatte die Quantenmechanik vorher versucht, in Bereiche vorzudringen, die kleiner sind wie die Planck-Länge, weil halt die elementaren "Teilchen" als Punktförmig ohne Dimension angenommen wurden.
Die String-Theorie sagt aber, dass nichts kleiner wie die Planck-LÄnge sein kann und dass daher die teilweise verwirrenden Ergebnisse kamen. Ergo wurde voher scheinbar versucht, noch kleinere Sachen zu ergründen, was nicht funktionierte und durch diese untere Grenze der Auflösung soll die String THeorie ja den Quantenschaum wieder etwas entschärfen.


greetz
Poison Nuke

teiring

#4 Verfasst am 02.09.2008, um 14:14:35



Also in umso kleinere Bereiche man vordringt, umso größer kommt die Unschärferelation zum Tragen. Theoretisch könnte man beim Punktteilchenmodell unendlich nahe ranzoomen oder wie auch immer. Die Stringtheorie sagt jetzt, die eindimensionalen Strings sind das kleinste, was es gibt, sie besitzen die Plancklänge, wenn man jetzt versuchen würde auf kleinere Bereiche zu schauen, würden die Strings anwachsen, da man sie immer "beleuchten" muss mit einen Photon höherer Frequenz. Ein Photon mit hoher Frequenz entspricht sehr hoher Energie, man würde den Strings Energie hinzufügen, was letztendlich dazu führt, dass sie wachsen würden. Ja, die Stringtheorie entschärft die Unschärfrelation, aber sie kommt dennoch immernoch relativ stark zum Tragen. Man setzt der Unschärferelation quasi eine Grenze, damit sich Gravitation und Quantenmechenik noch vereinbaren lassen.



manollo139

#5 Verfasst am 02.09.2008, um 14:30:27



coole sache!

Ich denk zwar auch oft ueber so Physikalische sachn nach, aber nicht so vertieft^^ Lest ihr das alles im inet oder in buechern?


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teiring

#6 Verfasst am 02.09.2008, um 17:11:17



Büchern ;)



 Poison Nuke  *

#7 Verfasst am 02.09.2008, um 18:26:38



@ teiring
wie willst du jetzt eigentlich ein String mit einem Photon beleuchten :.
Ein Photon ist ja im Endeffekt nur das Resultat einer bestimmten Stringschwingung mit einem bestimmten Spin.
Also so gesehen kann man halt auf der Ebene nur noch einen Tennisball mit einem anderen Tennisball beobachten.

Nur warum würde der String denn jetzt anwachsen? Kann man einem String überhaupt noch Energie zuführen? Immerhin besitz ein String mit der Plancklänge ja die Planckmasse, welche einige Milliarden Protonenmassen beträgt.



Nur was mich jetzt halt auch wundert:
in der Quantenmechanik beginnt die Unschärferelation ja bereits schon auf Photonenebene...weil zum Beobachten eines Photons braucht man normalerweise ein anderes Photon...je höher dessen Frequenz, desto genauer kann man den Standort bestimmen nur desto größer der negative Einfluss auf das andere Photon usw...die heisenbergsche Unschärferelation halt.

Nur theoretisch liegt ja die Größe eines Photons noch deutlich überhalb der Plancklänge...es wäre also möglich, es mit anderen Wellen zu beobachten, die kleiner sind als es selbst, bis zu den einzelnen Strings hinunter. Somit wäre ja für alles, was durch Strings gebildet wird, die heisenbergsche Unschärferelation nicht mehr gültig, weil es theoretisch noch eine "Ebene darunter" gibt, mit der man unsere Elementarteilchen beobachten kann. Nur eben bei der theoretischen Beobachtung der Strings selbst würde die Unschärferelation noch zutreffen...wenn wir natürlich überhaupt in der Lage wären, diese gigantischen Energien zu erzeugen, die glaub noch ein paar Milliardenmal über dem liegen, was der CERN in Genf kann :X


greetz
Poison Nuke

teiring

#8 Verfasst am 02.09.2008, um 20:58:48



Damit man etwas sehen kann, muss man es beleuchten, und zwar mit Photonen aka Licht. Das Gesetzt der Optik sagt, dass umso kleiner etwas ist umso kurzwelligeres Licht brauchst du, um es zu "beleuchten", sonst siehst du es nicht. Kurzwellige Photonen haben eine hohe Frequenz und damit auch eine hohe Energie lt. E = h * f.

Wenn du nun sagen wir mal, einen Teilbereich betrachten willst, der kleiner als ein String ist, zwingst du damit einen String zu höherer größe als der Plancklänge. Deshalb wirst du nie etwas betrachten können, was kleiner als die Plancklänge ist.

Du kannst einen String zur Größe des Universums ausdehnen lassen, wenn du genügend Energie zur Verfügung hast.

"weil zum Beobachten eines Photons braucht man normalerweise ein anderes Photon...je höher dessen Frequenz, desto genauer" Der Satz ist richtig. Was du jetzt machst ist, dass du das Photon, welches du grad misst, mit hoher Energie bombardierst, denn es gilt E = h * f mein Freund! ;)

Du könntest quasi ein Photon beobachten bis hin zu einer Welle dessen Wellenlänge der Plancklänge entspricht. Ein Photon mit kleiner Wellenlänge hat eine sehr hohe Frequenz, denn Lichtgeschwindigkeit = Lambda * Frequenz.
Und damit tritt wieder die Unschärferelation in Kraft.





 Poison Nuke  *

#9 Verfasst am 02.09.2008, um 21:12:00



hab ich doch geschrieben:X :D

aber ein Photon ist ja auch nur ein String, dass wollte ich noch sagen.


wie war das eigentlich mit der Länge von Strings. Durch die enorme Stringspannung haben diese ja schon eine wahnsinnig hohe Grundenergie...warum wurde mit zunehmender Energie nun der String doch wieder länger? Normalerweise ändert sich doch nur seine Schwingfrequenz und damit die Teilchenart, die er darstellt...auf diese Weise könnte man ja z.B. einen der Superpartner erzeugen.


greetz
Poison Nuke

teiring

#10 Verfasst am 02.09.2008, um 22:17:49



Weil du dem String ENERGIE zuführst, dadurch wird er größer^^

Theoretisch wäre es möglich, praktisch? Frag in Genf in nen paar Jahren nach.^^



 Poison Nuke  *

#11 Verfasst am 03.09.2008, um 21:33:54



WIE wäre es theoretisch möglich. Im Buch steht ja auch nur drin, dass es eventuell Strings gibt, die beim Urknall und durch die Ausdehnung des Universums eben solche riesen Ausmaße erreicht haben könnten (obwohl man den ja trotzdem nie entdecken könnte, wie will man einen 1D Faden sehen :L).

Nur weiterhin schreibt Greene ja auch, dass sich die Strings aufgrund der Plankspannung auf die Planglänge zusammenziehen und die Energie dann durch ihre Schwinungsfrequenz und Amplitude und die Spannung bestimmt wird. D.H. es gibt ja schonmal drei Formen, in denen man den Strings Energie zuführen könnte, ohne das sie ihre Länge ändern, weil entweder bekommen sie nur ne höhere Amplitude oder eine andere Frequenz oder halt die Spannung verändert sich (wird noch höher bei Energiezufuhr).
Wie sollte sich also ein String dann noch ausdehnen können, wenn sich sogar dann die Spannung noch erhöht?


greetz
Poison Nuke

teiring

#12 Verfasst am 03.09.2008, um 22:31:31




Poison Nuke schrieb:
es gibt ja schonmal drei Formen, in denen man den Strings Energie zuführen könnte, ohne das sie ihre Länge ändern, weil entweder bekommen sie nur ne höhere Amplitude oder eine andere Frequenz oder halt die Spannung verändert sich (wird noch höher bei Energiezufuhr).
Wie sollte sich also ein String dann noch ausdehnen können, wenn sich sogar dann die Spannung noch erhöht?



Autsch...Du kannst einen String nur mit Energie zum ausdehenen bringen und das geht nur mithilfe von Teilchenkoolisionen!


Die Amplitude, Frequenz der Schwingung und die Länge des Strings geben lediglich ein Maß für seine Energie an!!! Mithilfe von Energiezufuhr kannst du halt entweder einen String zum ausdehnen, schnelleren schwingen, einer anderen Amplitude oder zu einer anderen Schwingung in anderen Dimensionen zwingen.


Gruß



 Poison Nuke  *

#13 Verfasst am 04.09.2008, um 05:42:57



wieso autsch? :.

ich wollte halt wissen, WARUM es so ist. Die stringtheorie muss doch wenigstens hergeben, in welcher Form die Energie übertragen wird. Klar, dass wir heute nur mit Collidern das überhaupt bewerkstelligen können...aber bisher beeinflussen wir ja nur die resulutierenden Teilchen, nicht die Strings selbst, weil um den Strings selbst Energie zuzuführen, müssten wir einen Beschleuniger bauen, der wohl min. so groß wie unser Universum ist...laut Greene.

Und trotzdem bleibt die Frage: es müsste doch wenigstens gemäß Stringtheorie möglich sein, GEZIELT einen bestimmten Energiezustand in der Theorie an zuregen, oder?
Weiterhin bleibt die Frage, was genau ihn dazu bringt, seine Länge zu ändern, weil ein Gummiband, dass nicht eingespannt ist, wirst du auch nicht dazu bringen, länger zu werden, nur weil es heftiger schwingt. Durch seine Amplitude hat es zwar räumlich begrenzte Dehnungen, aber nicht in seiner Gesamtheit....und ein String ist ja im Prinzip sowas wie in nicht eingespanntes Gummiband.


greetz
Poison Nuke

teiring

#14 Verfasst am 04.09.2008, um 17:50:42




Poison Nuke schrieb:
Und trotzdem bleibt die Frage: es müsste doch wenigstens gemäß Stringtheorie möglich sein, GEZIELT einen bestimmten Energiezustand in der Theorie an zuregen, oder?
Weiterhin bleibt die Frage, was genau ihn dazu bringt, seine Länge zu ändern, weil ein Gummiband, dass nicht eingespannt ist, wirst du auch nicht dazu bringen, länger zu werden, nur weil es heftiger schwingt. Durch seine Amplitude hat es zwar räumlich begrenzte Dehnungen, aber nicht in seiner Gesamtheit....und ein String ist ja im Prinzip sowas wie in nicht eingespanntes Gummiband.



Manchmal denke ich, du vergisst, dass es sich darum um die theoretische Theorien aller handelt. Du stellst manchmal fragen, die dir kein Mensch auf der Welt beantworten kann, genauso wie mit WARUM DEHNT SICH EIN STRING AUS? Gegenfrage, warum nicht? Die Energie, die du einem String hinzufügst muss ja schließlich auch irgendwo hin. Punkt!

Du kannst gezielt einen bestimmten Zustand anregen, aber nur mit Teilchenbeschleuniger und Koolision. Der Beschleuniger darf dann wieder so groß sein wie das Universum.



 Poison Nuke  *

#15 Verfasst am 04.09.2008, um 18:02:07



naja, wenn die Theorie schon die Behauptung aufstellt, dass ein String beim Urknall und durch die Expansion die Ausmaße vom Universum aufstellen kann, dann muss das ja irgendwo erstmal herkommen :X

zudem es bisher ja nur weiterhin so erläutert wird, dass die Energie eben in die Schwingung aufgeht, bzw auch die Spannung des Strings, oder bei gewundenen Strings wird halt die Windungszahl verändert...was aber auch nich weiter erläutert wurde :X


wird eigentlich im zweiten Buch die Stringtheorie auf mathematischer Ebene behandelt? Bzw kennst du ein Buch, wo man die bisherigen Formeln usw nachschlagen kann? Will mich einfach mal selbst an denen versuchen. Eine Theorie ist eh immer besser über die Mathematik zu verstehen als über einfache Beschreibungen 8)

Obwohl vorher brauch ich erstmal eine Mathe-Kurs. Die von dir genannten Bücher zu Analytik, gehen die auch schon in die Richtung, oder kennst du ein anderes Buch oder so, welches die erforderlichen Grundlagen beinhaltet?


greetz
Poison Nuke

teiring

#16 Verfasst am 04.09.2008, um 18:31:17



Das liegt halt daran, dass die Theorie noch sehr schwammig und nicht perfekt ausformuliert ist.


Nein, im nächsten Buch ist auch keine mathematische Behandlung drin, aber es ist sehr lesenswert.

Les lieber erstmal die Bücher durch, die ich dir genannt habe, ansonsten macht eine mathematische Behandlung der Dinge für dich keinen Sinn, weil du wahrscheinlich, so wie ich, nicht auf dem mathematischen Niveau bist.


Wenn du dir es wirklich antun willst:

http://arxiv.org/find/all/1/au:+greene_brian/0/1/0/all/0/1

http://arxiv.org/find/grp_physics,grp_math/1/au:...0/all/0/1?skip=0


Das sind Arbeiten von Greene und Witten.



 Poison Nuke  *

#17 Verfasst am 04.09.2008, um 18:39:26



die Bücher werd ich aufjedenfall noch komplett lesen, ein guter Anfang sind die allmal8)


und japp, mein mathematisches Niveau ist leider auch noch eher das einer Niete :X
daher will ich ja auch, sobald ich hier ausm Bund rausbin, mit eine Mathestudium anfangen...aber ich kann es irgendwie nicht erwarten:angel


und danke für die Links...verdammt, an denen merk ich halt, dass da der Matheunterricht ausm MatheLK vom Gym. absolut nichts ist...ich habe nämlich ganz ehrlich keine Ahnung, was da steht.

Du weißt doch nicht vllt zufällig ein paar gute Standartwerke der Mathematik, mit denen man sowas angehen kann? Oder kannst du deinen Mathelehrer fragen, was er einem ehemaligen MatheLK Schüler (der 15pkt hatte), der aber scon ein paar Jahre raus ist aber Mathe studieren will, empfehlen könnte?:hail :angel



greetz
Poison Nuke

teiring

#18 Verfasst am 04.09.2008, um 18:46:18



Ich empfehle dir, wie gesagt erstmal Harro Heuser Analysis I und II. Damit solltest du relativ gut für die Stringtheorie gewappnet sein. Ansonsten würde ich mir noch an deiner Stelle noch Sachen zur Topologie anschauen.
Glaub mir, ich kenn mich aus. ;)


Gruß



 Poison Nuke  *

#19 Verfasst am 04.09.2008, um 18:51:36



Topoligie:X
verdammt, sagt mir ja gar nix im Zusammenhang mit Mathematik.
Aber danke für die Tipps :daumen...verdammt, ich brauch mehr Zeit zum Lesen:hail 8)




greetz
Poison Nuke

teiring

#20 Verfasst am 04.09.2008, um 19:01:20




Poison Nuke schrieb:
Topoligie:X
verdammt, sagt mir ja gar nix im Zusammenhang mit Mathematik.
Aber danke für die Tipps :daumen...verdammt, ich brauch mehr Zeit zum Lesen:hail 8)





Topologie hat mit Eigenschaften und Verformungen von Körpern zu tun, um es kurz zu sagen.

z.B. hat ein Donut die gleichen topologischen Eigenschaften, wie eine Kaffeetasse. ;)



 Poison Nuke  *

#21 Verfasst am 04.09.2008, um 19:09:28



achso, also geht das dann eventuell auch schon in die Richtung Calabi-Yau-Räume?

und verdammt...was hat denn die Form eines Doughnuts mit einer Kaffeetasse gemeinsam:X

Ist das ein sehr umfangreiches Thema?


greetz
Poison Nuke

teiring

#22 Verfasst am 04.09.2008, um 19:22:49




Poison Nuke schrieb:
achso, also geht das dann eventuell auch schon in die Richtung Calabi-Yau-Räume?

und verdammt...was hat denn die Form eines Doughnuts mit einer Kaffeetasse gemeinsam:X

Ist das ein sehr umfangreiches Thema?



Das geht in die Richtung Calabi-Yau-Räume, korrekt! Das ist das Königsthema in Sachen Geometrie. Das ist eine der schwierigsten Sachen im ganzen mathematischen Bereich! ;)



 Poison Nuke  *

#23 Verfasst am 04.09.2008, um 19:30:46



ohja...ich bin gerade z.B. noch am Zweifeln, wie es denn überhaupt möglich sein kann, dass eine 2dimensionale Darstellung von einem 11 dimensionalen Calabi-Yau Raum gemacht werden konnte:X


nagut, die mehrdimensionalität unseres Raumes ist eh so eine Sache...allein schon die Vorstellung, dass unsere 3 ausgedehnten räumlichen Dimensionen eventuell nicht geradlinig verlaufen, sondern auch "aufgewickelt" sind und es im Endeffekt vllt sogar wirklich eine Unendlichkeit vom Universum gibt, da sich alles "im Kreis dreht".


Genauso mit den reziproken Größenverhältnissen, dass das Universum, wenn es unter die Plancklänge schrumpft von seinen Eigenschaften her wieder wächst, also theoretisch könnte unser Universum auch in einer winzigen Form existieren unterhalb der Plancklänge...naja, da versagt meine Vorstellungskraft bisher total :X


greetz
Poison Nuke

teiring

#24 Verfasst am 04.09.2008, um 19:53:31




Poison Nuke schrieb:
ohja...ich bin gerade z.B. noch am Zweifeln, wie es denn überhaupt möglich sein kann, dass eine 2dimensionale Darstellung von einem 11 dimensionalen Calabi-Yau Raum gemacht werden konnte:X


nagut, die mehrdimensionalität unseres Raumes ist eh so eine Sache...allein schon die Vorstellung, dass unsere 3 ausgedehnten räumlichen Dimensionen eventuell nicht geradlinig verlaufen, sondern auch "aufgewickelt" sind und es im Endeffekt vllt sogar wirklich eine Unendlichkeit vom Universum gibt, da sich alles "im Kreis dreht".


Genauso mit den reziproken Größenverhältnissen, dass das Universum, wenn es unter die Plancklänge schrumpft von seinen Eigenschaften her wieder wächst, also theoretisch könnte unser Universum auch in einer winzigen Form existieren unterhalb der Plancklänge...naja, da versagt meine Vorstellungskraft bisher total :X




Indem man eine Einbettung von einem 11dimensionalen Raum in einen zweidimensionalen Raum betreibt. ;)

So schwer finde ich es mir gar nicht vorzustellen.Tja, das sagt halt die Mathematik und die ist das wahrste und reinste, was es gibt.

Gruß


PN's Forum \ Wissen/Nachdenken \ allgemeine Wissenschaft \ die Planck-Einheiten und die Quantenmechanik


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