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Elektronen drehen sich angeblich nicht, was dann?
 
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Yohenis



Anmeldungsdatum: 06.08.2021
Beiträge: 10

Beitrag Yohenis Verfasst am: 02. Sep 2021 21:31    Titel: Elektronen drehen sich angeblich nicht, was dann? Antworten mit Zitat

Wie kann man die Eigendrehung von Elektronen nennen, wenn sie sich nicht wirklich drehen?-> "they do not spin"

https://www.technology.org/2021/07/12/electrons-do-not-spin-or-perhaps-they-do/

Soweit ich weiß drehen sie sich aber sie können sich dann "Entdrehen".
Mit was sind die dann verbunden?-> mit dem Quantenfeld?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14155

Beitrag TomS Verfasst am: 02. Sep 2021 22:41    Titel: Antworten mit Zitat

Nennen kann man es wie man möchte, auch Spin.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
willyengland



Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 359

Beitrag willyengland Verfasst am: 03. Sep 2021 12:24    Titel: Antworten mit Zitat

Sind Elektronen nicht punktförmig?
Und etwas punktförmiges kann sich nicht drehen.

_________________
Gruß Willy
nicht eingelogged
Gast





Beitrag nicht eingelogged Verfasst am: 04. Sep 2021 20:44    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn es eine Masse hat kann es ja nicht punktförmig sein was aber nichts mit dem klassischen Drehimpuls zu tun hat.
Curious
Gast





Beitrag Curious Verfasst am: 05. Sep 2021 05:31    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Nennen kann man es wie man möchte, auch Spin.


interessanter wäre eine Antwort auf diese Frage:

Zitat:
Soweit ich weiß drehen sie sich aber sie können sich dann "Entdrehen".
Mit was sind die dann verbunden?-> mit dem Quantenfeld?


Das bezieht sich IMO auf die in dem hinter dem Link zu findenden Video ab ca. Minute 9:00 angesprochene Veranschaulichung der Eigenschaft von Spinoren, erst nach einer Drehung um 720° wieder gleich orientiert zu sein:
Gibt es eine physikalische Entsprechung der Bänder, die bei einer Drehung um 180° verdreht und dann bei weiteren 360° wieder entdreht werden?
willyengland



Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 359

Beitrag willyengland Verfasst am: 07. Sep 2021 17:44    Titel: Antworten mit Zitat

>> Sind Elektronen nicht punktförmig?
>> Und etwas punktförmiges kann sich nicht drehen.
>
> Wenn es eine Masse hat kann es ja nicht punktförmig sein

s. schwarzes Loch.

_________________
Gruß Willy
gast_free



Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 46

Beitrag gast_free Verfasst am: 08. Sep 2021 09:14    Titel: Antworten mit Zitat

Betrachtet man das Elektron als Teilchen kann man einen Elektronenradius theoretische postulieren und aus dem Postulat auch berechnen.

Hierzei zieht man die sog. Selbstenergie heran. Es ist die Energie, die nötig ist die Ladung auf der Oberfläche einer Kugel zusammen zu halten. Diese Energie kann man mit der relativistischen Ruheenergie (Äquivalenzprinzip) gleich setzen.
Hieraus erhält man den hypothetischen Elektronenradius.

Herleitung vereinfacht:

Kraft auf zwei abstoßende Ladungen q.


Bringt man diese Ladungen von unendlich auf zweimal re zusammen, wird folgende Energie benötigt.



Diese Energie muss das Teilchen mindestens besitzen um diese Ladung tragen zu können. Aufgrund einer Hypthese, deren Grund ich nicht kenne, hat es die doppelte Ruheenergie. Hieraus lässt sich der Elektronenradius berechnen.







Somit hat das Elektron, wenn es als Teilchen in Erscheinung tritt neben einer Ruhemasse auch eine Ausdehnung.
willyengland



Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 359

Beitrag willyengland Verfasst am: 08. Sep 2021 09:42    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, das nennt man den "klassischen Elektronenradius", habe ich gerade gelesen.
Hilft das irgendwie die Frage nach der Drehung zu beantworten?

Ich habe das bisher immer so verstanden, dass das Drehen nur ein anschauliches Bild für etwas Unanschauliches ist. Sie drehen sich also nicht wirklich, aber man kann die Beobachtungen (Drehmoment etc.) so beschreiben, als würden sie es tun. Weil sie eben punktförmig sind, können sie nicht wirklich rotieren.

Wobei ich auch mal gelesen habe, dass immer noch daran geforscht wird, ob es beim Elektron Abweichungen von einer Kugelform gibt ...

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Gruß Willy
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 4274

Beitrag Myon Verfasst am: 08. Sep 2021 10:38    Titel: Antworten mit Zitat

Der klassische Elektronenradius ist eine Definition und hat nichts mit einer tatsächlichen Ausdehnung zu tun. Anders als z.B. beim Proton konnte man beim Elektron experimentell bisher keine ausgedehnte Ladungsverteilung messen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14155

Beitrag TomS Verfasst am: 08. Sep 2021 15:11    Titel: Antworten mit Zitat

Auch wenn Spin und Drehimpuls in der Quantenmechanik einige Eigenschaften mit den klassischen Werten gemeinsam haben, so führt die Idee einer rotierenden Masse- oder Ladungverteilung völlig in die Irre.

Zunächst betrachten wir auf Basis der Rechnung von gast_free



sowie den quantisierten Drehimpuls bzw. Spin des Elektrons



Für eine kugelförmige Massenverteilung mit Trägheitsmoment I gilt



nu ist dabei eine Zahl von der Größenordnung 1, z.B. 2/5 für eine Voll- oder 2/3 für eine Hohlkugel.

Daraus folgt für die Geschwindigkeit



Das berechnet man am besten im natürlichen Einheitensystem nach Stoney mit





zu



D.h. die Annahme einer klassischen rotierenden Massenverteilung führt zu einer Rotationsgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit.

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Zerdenker



Anmeldungsdatum: 05.08.2020
Beiträge: 77

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 08. Sep 2021 16:24    Titel: Re: Elektronen drehen sich angeblich nicht, was dann? Antworten mit Zitat

Yohenis hat Folgendes geschrieben:
Wie kann man die Eigendrehung von Elektronen nennen, wenn sie sich nicht wirklich drehen?-> "they do not spin"


https://www.youtube.com/watch?v=iRL6RmR9kUM

In diesem Vortrag etwa ab Minute 22 reißt Prof. Ganteför das Thema an.
Er beschreibt dort das Problem der Punktförmigkeit von Elementarteilchen im Kontext des spins und nennt dort eine (seine) Möglichkeit der Vorstellung dieses Problems indem Elementarteilchen als Anregung der Raumzeit verstanden werden.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14155

Beitrag TomS Verfasst am: 08. Sep 2021 21:00    Titel: Re: Elektronen drehen sich angeblich nicht, was dann? Antworten mit Zitat

Zerdenker hat Folgendes geschrieben:
Yohenis hat Folgendes geschrieben:
Wie kann man die Eigendrehung von Elektronen nennen, wenn sie sich nicht wirklich drehen?-> "they do not spin"


https://www.youtube.com/watch?v=iRL6RmR9kUM

In diesem Vortrag etwa ab Minute 22 reißt Prof. Ganteför das Thema an.

Ich würde jetzt nicht unbedingt diesen Herren empfehlen.

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Zerdenker



Anmeldungsdatum: 05.08.2020
Beiträge: 77

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 09. Sep 2021 09:08    Titel: Re: Elektronen drehen sich angeblich nicht, was dann? Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Zerdenker hat Folgendes geschrieben:
Yohenis hat Folgendes geschrieben:
Wie kann man die Eigendrehung von Elektronen nennen, wenn sie sich nicht wirklich drehen?-> "they do not spin"


https://www.youtube.com/watch?v=iRL6RmR9kUM

In diesem Vortrag etwa ab Minute 22 reißt Prof. Ganteför das Thema an.

Ich würde jetzt nicht unbedingt diesen Herren empfehlen.


Und warum genau? Ich denke abgesehen von seiner klimaskeptischen Haltung ist es ein kompetenter Wissenschaftler, oder habe ich da was verpasst?
Und zur ursprünglichen Frage passt der Vortrag auch ganz gut.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14155

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Sep 2021 09:35    Titel: Antworten mit Zitat

Seine Vorstellung zur “Lösung des Problems” ist way beyond standard physics und sicher nicht seine Kernkompetenz; veröffentlicht hat er dazu nichts.

Außerdem handelt es sich hier im Faden um ein reines Scheinproblem, das ausschließen daraus resultiert, dass man mit klassischen Vorstellungen und Begriffen an die Sache herangeht. Es ist jedoch seit Jahrzehnten im Rahmen der Quantenfeldtheorie verstanden, insbs. nach dem Beiträgen Wigners. Anschaulich ist es natürlich nicht.

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Zerdenker



Anmeldungsdatum: 05.08.2020
Beiträge: 77

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 09. Sep 2021 11:23    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Seine Vorstellung zur “Lösung des Problems” ist way beyond standard physics und sicher nicht seine Kernkompetenz; veröffentlicht hat er dazu nichts.

Außerdem handelt es sich hier im Faden um ein reines Scheinproblem, das ausschließen daraus resultiert, dass man mit klassischen Vorstellungen und Begriffen an die Sache herangeht. Es ist jedoch seit Jahrzehnten im Rahmen der Quantenfeldtheorie verstanden, insbs. nach dem Beiträgen Wigners. Anschaulich ist es natürlich nicht.


Ja das stimmt wohl, ich hatte ja auch geschrieben das er dort seine Vorstellung beschreibt. Und im Video sagt er ja auch selbst das es lediglich eine Anschauliche Möglichkeit der Vorstellung des spins von Elementarteilchen trotz derer punktfömigkeit bietet.
Und ich ich finde das tatsächlich sehr anschaulich wie er es beschreibt.

Aber Danke für den Hinweis das es in der Quantenfeldtheorie bereits verstanden wurde.
Sind die Aussagen in dem Video denn falsch? Also kann man sich die Elementarteilchen als wirbelförmige Anregung der Raumzeit vorstellen wodurch der widerspruch nicht mehr besteht bzgl. punktförmigkeit und spin?
Oder ist diese Aussage tatsächlich falsch und Irreführend bzgl. dessen was man in der Quantenfeldtheorie bereits verstanden hat?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14155

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Sep 2021 12:59    Titel: Antworten mit Zitat

Zerdenker hat Folgendes geschrieben:
Sind die Aussagen in dem Video denn falsch?

Sie sind spekulativ.

Zerdenker hat Folgendes geschrieben:
Also kann man sich die Elementarteilchen als wirbelförmige Anregung der Raumzeit vorstellen wodurch der Widerspruch nicht mehr besteht bzgl. Punktförmigkeit und Spin?

Zunächst mal benötigt man ein Modell, das bekannte Eigenschaftender Elementarteilchen reproduziert und dabei möglichst mehr erklärt als das, was wir heute wissen.

Z.B. müssen Parameter wie Spin, gewisse Ladungen inkl. "Farben" bzgl. der elektroschwachen WW sowie der Quantenchromodynamik bestimmte algebraische Bedingen erfüllen, so dass die resultierende Theorie anomalienfrei und damit konsistent ist. Das Standardmodell ist gerade so konstruiert, dass dies der Fall ist; daher rührte z.B. auch die Forderung, dass nach Entdeckung des s-Quarks die Existenz es c-Quarks gefordert wurde; ähnlich für t- und b-Quark sowie für das tau-Lepton. Aber wir verstehen diese Zusammenhänge nicht, d.h. eine neue Theorie sollte in diese Richtung neue Erkenntnisse liefern.

Es gab tatsächlich Ansätze, Elementarteilchen als Anregung der Raumzeit zu verstehen, insbs. im Rahmen der Schleifenquantengravitation oder bereits früher im Rahmen der Twistor-Theorie. Nach meinem Kenntnisstand haben sich diese Ansätze als Sackgasse erwiesen.

Einen völlig anderen Ansatz geht die Stringtheorie, die nicht direkt eine Sackgasse darstellt sondern eine Sammlung unbestätigter Hypothesen sowie fragmenthafter mathematischer Beziehungen darstellt.

D.h. diese Vorstellungen noch nicht einmal richtig oder falsch, da sie keine experimentell überprüfbaren Vorhersagen liefern; sie sind allenfalls spekulativ und evtl. anschaulich. Letzteres ist der Natur aber ziemlich egal ;-)

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