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piettiep
Anmeldungsdatum: 19.12.2020
Beiträge: 1
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 piettiep Verfasst am: 19. Dez 2020 14:08 Titel: Energien von Teilchenbeschleunigern |
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Meine Frage:
Hallo!
Ich würde gerne wissen, warum bei Teilchenbeschleunigern so hohe Energien verwendet werden müssen.
Meine Ideen:
Im Grunde hätte ich zwei Ansätze:
Zum einen würde ich (bei geladenen Teilchen) davon ausgehen, dass man diese mithilfe von höheren Energien näher zusammen bringen könnte und somit Wechselwirkungen, welche keine hohe Reichweite haben, wirken können.
Meine andere Idee wäre, dass man mit höheren Energien kürzere de Broglie-Wellenlängen erreichen kann. In der Optik ist es so gewesen, dass die Wellenlänge des Lichts kleiner als das Objekt sein musste, welches man untersucht hat, da andernfalls Beugung auftritt, welche eine genaue Auflösung der Struktur vermeiden würde.
Kann man dasselbe Argument auch bei Teilchen im Beschleuniger verwenden?
Würde mich über Antworten freuen
LG |
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ScoreMagnet
Anmeldungsdatum: 25.05.2019
Beiträge: 8
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| ScoreMagnet Verfasst am: 18. Jan 2021 03:50 Titel: |
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Da gehts eher darum, dass man die hohe Energie braucht, damit die gewünschten Teilchen bei der Kollision "entstehen". Du kannst zum Beispiel zwei Protonen miteinander kollidieren lassen und wenn du das mit einer sehr hohen Energie machst, kommen wieder zwei Protonen raus, aber zusätzlich noch ein Proton/Antiproton Paar. Die Energie dafür kommt allein aus der kindetischen Energie, die die Teilchen vor dem Stoß hatten. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18050
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| TomS Verfasst am: 18. Jan 2021 10:00 Titel: Re: Energien von Teilchenbeschleunigern |
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| piettiep hat Folgendes geschrieben: | Meine andere Idee wäre, dass man mit höheren Energien kürzere de Broglie-Wellenlängen erreichen kann. In der Optik ist es so gewesen, dass die Wellenlänge des Lichts kleiner als das Objekt sein musste, welches man untersucht hat, da andernfalls Beugung auftritt, welche eine genaue Auflösung der Struktur vermeiden würde.
Kann man dasselbe Argument auch bei Teilchen im Beschleuniger verwenden? |
In etwa ja.
Letztlich liegen mehrere Effekte vor:
Bei gleichartigen geladenen Teilchen wie z.B. zwei Protonen am LHC muss man zunächst die wechselweise Abstoßung überwinden, also die beiden Teilchen nahe genug zusammenbringen.
Dann möchte man in einen Energiebereich vorstoßen, bei dem Quanteneffekte wichtig werden und insbs. neue Teilchen entstehen, am LHC beispielsweise das Higgs-Boson.
Eng damit verwandt ist das, was du ansprichst, wenn man z.B. die Kollision eines hochenergetischen Elektrons mit einem Proton betrachtet. Bei niedrigen Energien streut das Elektron sozusagen am Proton als Ganzes, bei höheren Energien an den Konstituenten, d.h. an einzelnen Quarks; bei sehr hohen Energien entspricht dies einer Streuung an näherungsweise freien Quarks, der Effekt des Protons als Ganzes ist eine (kleinere aber sehr interessante) Korrektur. Das Elektron „löst also immer kleinere Strukturen auf“, ähnlich wie bei einem Mikroskop.
Ich sage „in etwa ja“, weil dieses Wellenbild - also die eigtl. Idee de Broglies - zwar recht anschaulich ist, bei der Berechnung der Effekte jedoch überhaupt keine Rolle spielt; diese erfolgt im sehr abstrakten Formalismus der Quantenfeldtheorie, die weder das Teilchen- noch das Wellenbild verwendet.
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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. |
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