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Punktförmige Elementarteilchen
 
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Weizsäcker



Anmeldungsdatum: 25.04.2020
Beiträge: 6

Beitrag Weizsäcker Verfasst am: 25. Apr 2020 19:50    Titel: Punktförmige Elementarteilchen Antworten mit Zitat

Hi zusammen,

in der Physik werden Elementarteilchen ja gern als punktförmig angenommen (in ihrer Teilchennatur). Ist das überhaupt sinnvoll, wenn man sich die Raumzeit als gequantelt vorstellt (Stichwort: Plancklänge, Planckzeit)? Muss dann nicht jedes Elementarteilchen zumindest eine Ausdehnung von einer Kubik-Quantlänge haben?

Danke im Voraus für eine Antwort, viele Grüße
und bleibt gesund,

Weizi
masterpie



Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 97

Beitrag masterpie Verfasst am: 25. Apr 2020 20:13    Titel: Antworten mit Zitat

Warum soll die Raumzeit gequantelt sein, nur weil es eine Zeiteinteilung in Sekunden, Mikrosekunden, Picosekunden gibt oder weil man eine kleinste Zeitgröße - die Planckzeit - gefunden hat?

Punktförmige Teilchen sind vor allen ein mathemathematisches Modell.
Wer sagt, dass Elementarteilchen Objekte substantieller Natur sind? Eine bestimmte Menge Energie ist äquivalent einer Menge substantieller Materie.

Masterpie

_________________
Probleme kann man niemals mit derselben Denkweise lösen, durch die sie entstanden sind. (A. Einstein)
Weizsäcker



Anmeldungsdatum: 25.04.2020
Beiträge: 6

Beitrag Weizsäcker Verfasst am: 26. Apr 2020 01:51    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, schließlich gibt es diese kleinste Länge (Plancklänge). Diese Länge wird über h quer definiert. Aus dieser Beziehung zum Planck'schen Wirkungsquantum und damit einer unteren Grenze der Messbarkeit, lässt sich ableiten, dass Aussagen über kleinere Längen unzulssig sind. Wäre das nicht so, dann müsste man h auch für andere Mesungen ablehnen und damit würde die ganze Quantenmechanik ad absurdum geführt werden.

Die Frage nach der substanziellen Natur von Elementarteilchen ist ein Totschlagargument. Genauso könnte ich fragen, warum sie keine haben sollte? Es ist doch in der Physik nur eine Frage der Betrachtung. Philosophieren können wir da aber auch gerne drüber, aber nicht in diesem Thread. Augenzwinkern

Hintergrund meiner Frage ist, dass es ja bei der Zusammenführung von ART und QM zu Unendlichkeiten kommt und ich frage mich (als ausgewiesener Laie!!!) wieso eigenlich?!? Das war der Hintergrund meiner Frage.

Grüßlis,

Weizi
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12697

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Apr 2020 08:13    Titel: Re: Punktförmige Elementarteilchen Antworten mit Zitat

Weizsäcker hat Folgendes geschrieben:
in der Physik werden Elementarteilchen ja gern als punktförmig angenommen.

Das wird auch von Physikern gerne so kolportiert, ist aber m.E. sinnlos.

Richtig ist, dass Elementarteilchen in bestimmten Streuexperimenten ein Verhalten zeigen, das man mit punktförmigen Teilchen gemäß der klassischen Vorstellung assoziiert.

Dennoch ist ein Elementarteilchen kein punktförmiges klassisches Teilchen, und es wird auch mathematisch nicht als solches beschrieben.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12697

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Apr 2020 08:30    Titel: Antworten mit Zitat

Weizsäcker hat Folgendes geschrieben:
Ja, schließlich gibt es diese kleinste Länge (Plancklänge). Diese Länge wird über h quer definiert.

Aus einer mathematischen Definition folgt noch keine Existenz oder Relevanz.

Weizsäcker hat Folgendes geschrieben:
Aus dieser Beziehung zum Planck'schen Wirkungsquantum und damit einer unteren Grenze der Messbarkeit, lässt sich ableiten, dass Aussagen über kleinere Längen unzulssig sind. Wäre das nicht so, dann müsste man h auch für andere Messungen ablehnen und damit würde die ganze Quantenmechanik ad absurdum geführt werden.

Das ist im Rahmen der Quantenmechanik so nicht richtig. Zunächst mal geht es nicht um die prinzipielle Grenze der Messbarkeit, sondern - historisch betrachtet - um die prinzipielle Grenze der gemeinsamen Messbarkeit zweier inkompatibler Größen. Je einzelner Messung existiert keine prinzipielle Grenze.

Weizsäcker hat Folgendes geschrieben:
Hintergrund meiner Frage ist, dass es ja bei der Zusammenführung von ART und QM zu Unendlichkeiten kommt und ich frage mich, wieso eigenlich?!?

Weil - und das hat noch nichts mit der ART zu tun - diese Unendlichkeiten in der Quantenfeldtheorie immer auftreten, wenn man eine bestimmte Näherungsmethode verwendet, von der ohnehin klar ist, dass sie nur einen begrenzten Anwendungsbereich hat. Wendet man nun diese Näherungsmethode auf die Quantisierung der Gravitation an, so funktioniert die im Rahmen anderer Quantenfeldtheorien etablierte Methode der Renormierung zur Eliminierung dieser Unendlichkeiten nicht mehr. Das ist jedoch ein Artefakt dieser Näherungsmethode (Störungstheorie, Feynmandiagramme).

Es gibt durchaus Alternativen, die diese Unendlichkeiten auch für die Gravitation vermeiden, z.B. verbesserte Quantisietungsmethoden

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Asymptotic_safety_in_quantum_gravity

oder die Idee, dass die Gravitation ein „emergentes“ Phänomen darstellt, das nicht eigenständig quantisieren werden darf (so wie man weder Schall- noch Wasserwellen quantisiert, da es sich um emergente Phänomene handelt, die aus fundamentaleren Quantenobjekten im makroskopischen, klassischen Grenzfall hervorgehen)

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Weizsäcker



Anmeldungsdatum: 25.04.2020
Beiträge: 6

Beitrag Weizsäcker Verfasst am: 26. Apr 2020 15:48    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die ebenso ausführliche wie nachvollziehbare Erklärung. Ein Problem gelöst, bleiben nur noch... unendlich viele andere. Big Laugh
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