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Virtuelle Teilchen in reelle umgewandelt - Seite 2
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Sonnenwind



Anmeldungsdatum: 25.04.2022
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Beitrag Sonnenwind Verfasst am: 24. Okt 2022 14:21    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Dann rate ich zur Lektüre eines guten Buchs zur Quantenfeldtheorie ;-)

An der Quantenfeldtherie verstehe ich nicht, dass sie einmal mit Erzeugungsoperatoren arbeitet, die Teilchen mit festem Impuls erzeugen, andererseits mit den Feynman-Diagrammen, die Wege für Teilchen darstellen. Wenn ein Teilchen mit festem Impuls erzeugt wird, dann ist doch der Ort vollkommen unbestimmt, oder?

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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse.
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 24. Okt 2022 14:30    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Was ist ein "realistisches Universum"?

index_razor hat Folgendes geschrieben:
anstatt über "realistische Universen" zu kontemplieren.


Soweit ich es verstanden habe gibt es von Bell eine Oder-Aussage, die besagt:
Dieses Universum bzw. die Physik darin ist:
nicht-real oder nicht-lokal.

Diese Oder-Verknüpfung erlaubt 3 Interpretationen über dieses Universum, die durch Weiterentwicklung nocht nicht entschieden bzw. eingeschränkt wurden.
Dadurch entsteht die Unterscheidung von Realisten und Nicht-Realisten.

TomS hat z.B. in diesem Forum irgendwo mal geschrieben, dass Einstein, Schrödinger, Bell Realisten waren. Und Bohr, Pauli, Heisenberg zu den Nicht-Realisten gezählt werden können.

Nette Grüsse

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index_razor



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Beitrag index_razor Verfasst am: 24. Okt 2022 15:15    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Was ist ein "realistisches Universum"?

index_razor hat Folgendes geschrieben:
anstatt über "realistische Universen" zu kontemplieren.


Soweit ich es verstanden habe gibt es von Bell eine Oder-Aussage, die besagt:
Dieses Universum bzw. die Physik darin ist:
nicht-real oder nicht-lokal.


Siehst du darin noch irgendeinen Bezug zu virtuellen Teilchen oder dem dynamischen Casimir-Effekt oder bist du jetzt einfach bei einem anderen Thema? Ich finde es gerade etwas schwer dir zu folgen.

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It is just this lack of connection to a concern with truth -- this indifference to how things really are -- that I regard as of the essence of bullshit. -- Harry G. Frankfurt
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 24. Okt 2022 15:19    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Siehst du darin noch irgendeinen Bezug zu virtuellen Teilchen oder dem dynamischen Casimir-Effekt oder bist du jetzt einfach bei einem anderen Thema? Ich finde es gerade etwas schwer dir zu folgen.

Ja, sorry.
Ich merke in mir auch gerade eine gewisse Unschärfe.

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Der einzige Zusammenhang zu virtuellen Teilchen besteht anscheinend darin, daß in der Vorstellung der Autoren das Vakuum vor virtuellen Teilchen "wimmelt". Ich denke diese Aussagen sind es, die du jetzt mal kritisch beurteilen solltest

Kritisch beurteilen heisst als falsch ansehen?
Welche Optionen habe ich denn in meinem Urteil diesbezüglich?

Nette Grüsse

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Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 24. Okt 2022 15:25    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Der einzige Zusammenhang zu virtuellen Teilchen besteht anscheinend darin, daß in der Vorstellung der Autoren das Vakuum vor virtuellen Teilchen "wimmelt". Ich denke diese Aussagen sind es, die du jetzt mal kritisch beurteilen solltest

Kritisch beurteilen heisst als falsch ansehen?


Nein, es heißt im Rahmen der Quantenfeldtheorie analysieren, kritisieren und dann zu einem Urteil darüber gelangen.

Zitat:

Welche Optionen habe ich denn in meinem Urteil diesbezüglich?


Das wirst du dann hoffentlich sehen. Vielleicht mußt du die Frage auch erstmal unentschieden lassen. Aber es ist m.E. diese Frage, auf die es hier ankommt.

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 24. Okt 2022 16:01    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Soweit ich es verstanden habe gibt es von Bell eine Oder-Aussage, die besagt:
Dieses Universum bzw. die Physik darin ist:
nicht-real oder nicht-lokal.

Diese Oder-Verknüpfung erlaubt 3 Interpretationen über dieses Universum, die durch Weiterentwicklung nocht nicht entschieden bzw. eingeschränkt wurden.

Siehst du darin noch irgendeinen Bezug zu virtuellen Teilchen oder dem dynamischen Casimir-Effekt[...]?.

Ja, tue ich.
Aber dies muss noch durch einen gedanklichen oder sprachlichen Konkretisierungs-Prozess.

Nette Grüsse

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Beitrag TomS Verfasst am: 24. Okt 2022 17:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube, dass die Thematik des "Realismus" usw. für die Frage hier ziemlich irrelevant ist.

Es geht einfach um einen seltsamen (wenn auch verbreiteten) Sprachgebrauch seitens der Autoren sowie um mangelndes Verständnis der QFT seitens der Leser (so dass tatsächliche Verständnisprobleme mit irrelevanten Problemen bzgl. Sprachgebrauch vermischt werden).

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 24. Okt 2022 17:34    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich glaube, ...

Das ist ein Ausdruck der Subjektivität.
So werde ich dies auch erstmal auffassen.

Nette Grüsse

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TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 24. Okt 2022 18:05    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich glaube, ...

Das ist ein Ausdruck der Subjektivität.
So werde ich dies auch erstmal auffassen.

Nette Grüsse

Nee, das hat nichts mit Subjektivität zu tun, sondern ist einfach meine Meinung und Erfahrung über Threads, in denen aus Unwissenheit über an sich wohlverstandenen Themen - also Pseudoprobleme - spekuliert wird.

Sorry, ist so.

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 24. Okt 2022 18:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ich meinte dies bezüglich dieses Satzes:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich glaube, dass die Thematik des "Realismus" usw. für die Frage hier ziemlich irrelevant ist.


Darüber hinaus ist die Äusserung:
TomS hat Folgendes geschrieben:
sondern ist einfach meine Meinung...

auch ein Ausdruck der Subjektivität.

Nette Grüsse

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Beitrag TomS Verfasst am: 24. Okt 2022 18:22    Titel: Antworten mit Zitat

Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
An der Quantenfeldtheorie verstehe ich nicht, dass sie einmal mit Erzeugungsoperatoren arbeitet, die Teilchen mit festem Impuls erzeugen, andererseits mit den Feynman-Diagrammen, die Wege für Teilchen darstellen. Wenn ein Teilchen mit festem Impuls erzeugt wird, dann ist doch der Ort vollkommen unbestimmt, oder?

Ort und Impuls sind in der Quantenfeldtheorie keine kanonisch konjugierten Größen mehr, d.h. die aus der QM bekannten Beziehungen lassen sich so nicht übertragen.

Zunächst sind x und p jeweils "kontinuierliche Indizies", z.B. in formalen Ausdrücken mit Feynmandiagrammen und Greensfunktionen (die man im Orts- oder im Impulsraum betrachten kann, und die zunächst keine physikalische Bedeutung haben).

Man kann die Feldoperatoren im Impulsraum mittels Erzeugern und Vernichtern darstellen. Verwendet man dabei speziell ebene Wellen, so erzeugen die Erzeuger Eigenfunktionen des Impulsoperators - so sind sie konstruiert worden. Das ist jedoch keineswegs zwingend, man muss nicht ebenen Wellen arbeiten sondern kann z.B. Wellenpakete betrachten. In diesem Fall erhält man eben andere Erzeuger (und Vernichter), die Wellenpakete erzeugen (und vernichten).

Ganz wichtig: Feynmandiagrammen stellen keine Wege für Teilchen dar!

Feynmandiagramme sind eine Vorschrift zur Buchhaltung im Rahmen der Störungstheorie (welche Diagramme sind zulässig?), Feynmanregeln sind konkrete Berechnungsvorschriften je Diagramm zur Integration über Greensfunktionen (Propagatoren). Das einzige, was hier "teilchen-artig" ist, sind die ein- und auslaufenden Linien.

Innere Linien haben - auch wenn das so suggeriert wird - keine teilchen-artige Bedeutung. Diese Suggestion zerbröselt, sobald man konkret damit rechnet. Umgekehrt wird die Suggestion insbs. von denen gerne aufrecht erhalten, die noch nie damit gerechnet haben - oder höchsten tree-level in erster Ordnung.

Man erhält die Feynmandiagramme übrigens - wenn auch recht umständlich - indem man Matrixelemente mit Erzeugern und Vernichtern auf Greensfunktionen zurückführt und die einzelne Terme graphisch darstellt.

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TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 24. Okt 2022 18:24    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Ich meinte dies bezüglich dieses Satzes:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich glaube, dass die Thematik des "Realismus" usw. für die Frage hier ziemlich irrelevant ist.


Darüber hinaus ist die Äusserung:
TomS hat Folgendes geschrieben:
sondern ist einfach meine Meinung...

auch ein Ausdruck der Subjektivität.

Wenn du Wert darauf legst, Unwissenheit mittels Spiegelfechtereien zu verschleiern - bitte.

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 24. Okt 2022 18:29    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Wenn du Wert darauf legst, Unwissenheit mittels Spiegelfechtereien zu verschleiern - bitte.

Suggestiv. Ich lege darauf keinen Wert.

Nette Grüsse

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 13:16    Titel: Antworten mit Zitat

Bezüglich dieser Seite:
https://www.physikerboard.de/topic,37754,-faq---virtuelle-teilchen.html

Mögliche Schreibfehler:

Zitat:

Hilbertraumzustänmde

in denen nur zwei physikalischen Polarisationszustände auftreten

Letzte treten ausschließlich als virtuelle Teilchen auf uns stellen ein reines Artefakt der gewählten Eichung dar.

Interessant finde ich auch den Hinweis auf Weinberg:


Dieser Hinweis-Beitrag kann wieder gelöscht werden.

Nette Grüsse

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 13:19    Titel: Antworten mit Zitat

Guten Tag.

Hier schreibt
TomS hat Folgendes geschrieben:
Leider ist die Wortwahl von Hawking gelinde gesagt unglücklich, streng genommen einfach falsch! Die Berechnungsmethode selbst ist dagegen genial.

Ich mache mal eine neue Betrachtungs- oder Interpretations-Weise auf.

Der Begriff Teilchen (or particle) besagt in abstrakter oder wortklauberischer Weise Teil (or part) von etwas. *

Vielleicht kann man virtuellen Teilchen eine Teil- oder Halb-Existenz zuschreiben, weil sie Teil einer größeren Entität sind. Und in den richtigen Umständen oder Kontext erlangen sie eine Voll-Existenz.

Eine Halb-Existenz, die die einen oder anderen den reellen Teilchen bei der nicht-realistischen Interpretation der Ort-Impuls-Unschärfe-Relation bei Nicht-Beobachtung auch zuschreiben.

Die Wissenschaft braucht (auch über die Mathematik) die Analyse, d.h. Aufteilung oder Aufspaltung von Entitäten, die eher in einer Synthese existieren.

Es gibt Menschen, die sehen mehr die Analyse, d.h. getrennte Entitäten.
Und andere die Synthese.
Auch aufgrund ihres Lebens- oder Erfahrungs-Weges.

Was auch in die Unterscheidung Aufwärts- und esoterische Abwärts- oder Retro-Kausalität führen kann.
Aber das führt jetzt weg.

*Eine abstrakte oder wortklauberische Interpretations-Weise, die ich einem Hawking, in seiner Fähigkeit mehrere Interpretations-Weisen gleichzeitig in seinem Gehirn zu halten, auch zutraue.

Nette Grüsse

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willyengland



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Beitrag willyengland Verfasst am: 25. Okt 2022 13:52    Titel: Antworten mit Zitat

Ist die Hawking-Strahlung nicht ein Beispiel dafür, dass etwas virtuelles in etwas reales gewandelt wird?
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Gruß Willy
jh8979
Moderator


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Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 25. Okt 2022 14:01    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:

Vielleicht kann man virtuellen Teilchen eine Teil- oder Halb-Existenz zuschreiben, weil sie Teil einer größeren Entität sind. Und in den richtigen Umständen oder Kontext erlangen sie eine Voll-Existenz.
Nein.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 25. Okt 2022 14:03    Titel: Antworten mit Zitat

willyengland hat Folgendes geschrieben:
Ist die Hawking-Strahlung nicht ein Beispiel dafür, dass etwas virtuelles in etwas reales gewandelt wird?

Nein. Das ist zwar gern erzählte Prosa, ist aber falsch. Hawkings Rechnung zeigt das auch nicht, die hat nichts mit virtuellen Teilchen zu tun.
MBastieK



Anmeldungsdatum: 06.10.2012
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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 14:04    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Nein.

Na wenn Sie es so ausdrücken.

Nette Grüsse

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TomS
Moderator


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Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 25. Okt 2022 14:23    Titel: Antworten mit Zitat

willyengland hat Folgendes geschrieben:
Ist die Hawking-Strahlung nicht ein Beispiel dafür, dass etwas virtuelles in etwas reales gewandelt wird?

Es wird ein einlaufender Zustand, der eine letztlich kollabierende Materieverteilung enthält, in einen auslaufenden Zustand thermischer Strahlung umgewandelt. Dieses Ergebnis weist jedoch auf ein grundlegendes theoretisches Problem hin, das bis heute nicht vollständig verstanden ist.

Ich habe vor Jahren diesen Abschnitt geschrieben:

https://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung#Erl%C3%A4uterungen_zu_Hawkings_Originalarbeit

Die zentrale Erkenntnis ist, dass die Definition des Vakuumzustandes in einer gekrümmten Raumzeit nicht eindeutig ist.

"Virtuelle Teilchen" im hier diskutierten Sinne der Quantenfeldtheorie, d.h. Propagatoren, kommen dabei überhaupt nicht vor. Hawking's Berechnungen erfolgen ausschließlich im Rahmen der freien Theorie.

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 25. Okt 2022 14:29, insgesamt einmal bearbeitet
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 14:28    Titel: Antworten mit Zitat

Wie hier schonmal gesagt schreibe ich der Existenz eine gewisse Irrationalität zu.
Und dann gibt es die rationale Analyse.

Die Kopenhagener Deutung der Quantenphysik hat ja auch etwas irrationales oder nicht-realistisches.

Als Nicht-Realist stehe ich eher hinter Zitaten wie von Max Planck:
"Ich betrachte die Materie als aus dem Bewusstsein heraus entstehend. Wir können nicht hinter das Bewusstsein kommen."

Dem entsprechend auch meine Begrifflichkeiten.
Dass solche Begrifflichkeiten in der Mathematik keinen Platz finden können ist natürlich verständlich.

Nette Grüsse

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Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 25. Okt 2022 14:58, insgesamt einmal bearbeitet
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 14:56    Titel: Antworten mit Zitat

Zusatz:
Obwohl ich einer 3-wertigen Modal-Logik sowas nicht absprechen will.

Nette Grüsse

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Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 25. Okt 2022 14:59, insgesamt 2-mal bearbeitet
ML



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Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 25. Okt 2022 14:57    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

MBastieK hat Folgendes geschrieben:

Die Kopenhagener Deutung der Quantenphysik hat ja auch etwas irrationales oder nicht-realistisches.
[...]

Ist es wirklich so schwer zu akzeptieren, dass es Leute gibt, die von der Materie Ahnung haben und Dir ganz klar zu verstehen geben, dass Du nicht ansatzweise mitreden kannst? Oder welchen Teil von "Nein" hast Du jetzt nicht verstanden?

Von Quantenfeldtheorie habe ich auch überhaupt keine Ahnung. Ich finde aber, wenn man von einer Sache keine Ahnung hat, braucht man nicht die Fachleute mit irgendwelchen halbgaren oder gar hanebüchenen Ideen zu behelligen, die zwar den eigenen Denkstrukturen schmeicheln würden, aber mit der Sache nichts zu tun haben. In diesem Fall hilft es nur, zu akzeptieren, dass man keine Ahnung von der Materie hat (was überhaupt nicht schlimm ist) und anschließend zu entscheiden, ob man das ändern will oder nicht. Wenn Du an der Unkenntnis etwas ändern willst, findest Du hier sicher Unterstützung. Nicht aber, wenn Du mit Deinen jetzigen Anschauungen "auch irgendwie Recht" haben willst. Das ist einfach albern; da hilft es auch nicht, dass die Kopenhagener Deutung auch "irgendwie komisch" ist, und mit Urknall und Determinismus kommst Du auch nicht weiter.


Viele Grüße
Michael


Zuletzt bearbeitet von ML am 25. Okt 2022 15:03, insgesamt 4-mal bearbeitet
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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 14:58    Titel: Antworten mit Zitat

Ist es nicht so, dass aus der Sicht eines Realisten oder jemanden, der an 100%igen Determinismus glaubt, diese Diskussion in diesem Thread schon beim Urknall oder vor Milliarden Jahren feststand?

Aus dieser Warte heraus kann man ja auch niemanden Dummheit vorwerfen, da solche menschlichen Prinzipien ja garnicht existieren, da alles Handeln, Denken und Aussprechen nicht unter Kontrolle stehen.
Sondern 100%ig kausal ablaufen bzw., wie gesagt, schon vor Milliarden Jahren feststand.

Dem entsprechend ist Sinn, jedenfalls bezüglich diesen aufgeführten menschlichen Eigenschaften (wie Dummheit, usw.), eine Illusion.

Nette Grüsse

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 15:03    Titel: Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
und anschließend zu entscheiden, ob man das ändern will oder nicht.

Um das zu entscheiden brauche ich Nicht-Realismus und einen freien Willen.

Nette Grüsse

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Beitrag willyengland Verfasst am: 25. Okt 2022 15:08    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich habe vor Jahren diesen Abschnitt geschrieben:

https://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung#Erl%C3%A4uterungen_zu_Hawkings_Originalarbeit

Die zentrale Erkenntnis ist, dass die Definition des Vakuumzustandes in einer gekrümmten Raumzeit nicht eindeutig ist.

"Virtuelle Teilchen" im hier diskutierten Sinne der Quantenfeldtheorie, d.h. Propagatoren, kommen dabei überhaupt nicht vor. Hawking's Berechnungen erfolgen ausschließlich im Rahmen der freien Theorie.

Sehr interessant.
Vielen Dank für den Hinweis!

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Gruß Willy
TomS
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Beitrag TomS Verfasst am: 25. Okt 2022 15:30    Titel: Antworten mit Zitat

Gerne.

Man freut sich ja immer, wenn man in so einem Faden mal wieder eine sinnvollen Beitrag findet.

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MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 15:39    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Man freut sich ja immer, wenn man in so einem Faden mal wieder eine sinnvollen Beitrag findet.

Ein Realist oder jemand, der an 100%igen Determinismus glaubt, kann einem anderen keine Dummheit oder sinnloses Gerede vorwerfen. Weil dieses Gerede oder die "Dummheit" aus der Warte heraus nicht unter Kontrolle steht und es beim Urknall oder vor Milliarden Jahren schon feststand.

So wie ich es weiss, sind Sie Realist.
Ich weiss nur nicht, ob Sie an 100%igen Determinismus glauben.

Man kann nur Menschen mit freiem Willen Dummheit vorwerfen.
Und freier Wille impliziert Nicht-Realismus.

Nette Grüsse

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index_razor



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Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 25. Okt 2022 15:56    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Man freut sich ja immer, wenn man in so einem Faden mal wieder eine sinnvollen Beitrag findet.

Ein Realist oder jemand, der an 100%igen Determinismus glaubt, kann einem anderen keine Dummheit oder sinnloses Gerede vorwerfen.


Im Gegenteil. Wenn er es jemandem vorwirft, dann glaubt er sogar, daß er es ihm nicht nicht vorwerfen kann.

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 25. Okt 2022 16:00    Titel: Antworten mit Zitat

index_razor hat Folgendes geschrieben:
Im Gegenteil. Wenn er es jemandem vorwirft, dann glaubt er sogar, daß er es ihm nicht nicht vorwerfen kann.

Achso, ja, stimmt.

Ihren Punkt habe ich hier schonmal ansatzweise beschrieben.
Eher auf Emotionalität bezogen.

https://www.physikerboard.de/ptopic,381461.html#381461

Zusatz:
Dennoch bleibt aus der Warte heraus Dummheit oder Intelligenz nicht unter Kontrolle eines Lebewesens, wobei zwar Vorwurf kausal vorkommen kann, aber aus höherer Sicht keinen Sinn ergibt.


Nette Grüsse

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Aruna



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Beitrag Aruna Verfasst am: 26. Okt 2022 01:06    Titel: Antworten mit Zitat

Gibt es eigentlich eine Erklärung für den "Quantum Noise", der die Spiegel des LIGO durchrütteln soll, die ohne den Rückgriff auf Vakuumfluktuationen auskommt?

Zitat:
The universe, as seen through the lens of quantum mechanics, is a noisy, crackling space where particles blink constantly in and out of existence, creating a layer of background quantum noise whose effects are normally far too subtle to detect in everyday objects.

Now for the first time, a team led by researchers at MIT LIGO Laboratory has measured the effects of quantum fluctuations on objects at the human scale. In a paper published today in Nature, the researchers report observing that quantum fluctuations, tiny as they may be, can nonetheless “kick” an object as large 40-kilogram mirrors of the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), causing them to move by a tiny degree, which the team was able to measure.

It turns out the quantum noise in LIGO’s detectors is enough to move the large mirrors by 10-20 meters — a displacement that was predicted for an object of this size by quantum mechanics, but had never before been measured.

https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20200701
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 26. Okt 2022 01:44    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna hat Folgendes geschrieben:
Gibt es eigentlich eine Erklärung für den "Quantum Noise", der die Spiegel des LIGO durchrütteln soll, die ohne den Rückgriff auf Vakuumfluktuationen auskommt?

Vakuumfluktuatonen = virtuelle Teiclchen = nicht-real
Quantum noise = real und messbar

Also gibt es Erklärungen, die ohne virtuelle Teilchen auskommen...
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17910

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Okt 2022 09:50    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna hat Folgendes geschrieben:
Gibt es eigentlich eine Erklärung für den "Quantum Noise", der die Spiegel des LIGO durchrütteln soll, die ohne den Rückgriff auf Vakuumfluktuationen auskommt?

Offenbar nein, man darf wohl keine Veröffentlichungen mehr schreiben, in denen nichts dergleichen erwähnt wird.


Ich hatte hier was dazu geschrieben:

https://www.physikerboard.de/topic,47382,-faq---vakuumfluktuationen.html



Dann zur Warnung:

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_fluctuation

Zitat:
... a vacuum fluctuation is the temporary random change in the amount of energy in a point in space, as prescribed by Werner Heisenberg's uncertainty principle.

Da wird's schon schwierig.

Zitat:
They are minute random fluctuations in the values of the fields which represent elementary particles ...

Im Kern falsch, da ist nichts zufälliges.

Zitat:
Vacuum fluctuations appear as virtual particles, which are always created in particle-antiparticle pairs.

Ok, da wir den einen Begriff nicht verstehen, erklären wir ihn durch einen anderen Begriff, den wir irgendwie auch nicht verstehen (kenne ich sonst nur von der deutschen Wikipedia)

Zitat:
Since they are created spontaneously without a source of energy, vacuum fluctuations and virtual particles are said to violate the conservation of energy.

Vollständig falsch.

Die Erklärung von Vakuumfluktuationen kommt zunächst ohne die Rechengröße der virtuellen Teilchen aus. Und für diese Rechengröße gilt an jedem Wechselwirkungsvertex exakte Energie- und Impulserhaltung.


Also anders:

Das Problem ist sehr einfach.

Mit "Vakuum" assoziieren wir üblicherweise absolute struktur- und eigenschaftslose Leere. In der QFT wird dies oft der "perturbative Vakuumzustand" |0⟩ genannt. In einer wechselwirkenden Quantenfeldtheorie liegt jedoch nicht das perturbative Vakuum vor, sondern ein Zustand niedrigster Energie |Ω⟩.

D.h. (bis auf technische Probleme wie UV- und IR-Regularisierung)



Das einzige, was jetzt passiert ist, dass eben nicht das eigenschaftslose perturbative Vakuum |0⟩ vorliegt, sondern dass das tatsächliche Vakuum |Ω⟩ bestimmte nicht-triviale Eigenschaften trägt, mathematisch, dass bestimmte Matrixelemente bzw. Erwartungswerte von Observablen A im Gegensatz zum perturbativen Vakuum nicht verschwinden



und dass diese bei der Berechnung physikalischer Effekte eine Rolle spielen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fermionic_condensate#QCD
https://en.wikipedia.org/wiki/Gluon_condensate

In speziellen Fällen kann man diese Erwartungswerte mittels Störungstheorie berechnen, und ja, dann treten "virtuelle Teilchen" d.h. insbs. Propagatoren als Rechengrößen auf.

Und in anderen Fällen wie den o.g. Kondensaten oder dem theta-Vakuum der QCD, versagt die Störungstheorie, die Effekte sind nicht-perturbativ, es ist Käse, von virtuellen Teilchen zu sprechen, die man üblicherweise mit der Störungstheorie assoziiert.

https://en.wikipedia.org/wiki/Non-perturbative
https://en.wikipedia.org/wiki/Theta_vacuum
https://en.wikipedia.org/wiki/Instanton

Ach ja, man kann sowas nun Vakuumfluktuationen nennen, aber das ist irreführend, denn da fluktuiert nichts, alles ist schön zeitlich konstant.


Hier noch ein paar lesenswerte Artikel:

https://www.physicsforums.com/insights/vacuum-fluctuation-myth/
https://www.physicsforums.com/insights/vacuum-fluctuations-experimental-practice/

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 26. Okt 2022 15:23    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!
TomS hat Folgendes geschrieben:
da ist nichts zufälliges.

Auch wenn es vielleicht unzusammenhängend ist.

In der nicht-realistischen Interpretation der Quantenphysik oder der Bell-Oder-Aussage bzw. in so einem Universum gibt es doch Phänomene, die dem Zufall unterliegen??
Daher kommt ja auch die Aussage von Einstein "Gott würfelt nicht", da Einstein ja ein Anhänger des Realismus bzw. Nicht-Zufalls war.

Wenn ja, dann verstehe ich es so, dass es solche Phänomene in so einem Universum* gibt, aber nicht bezüglich des Vakuums.

* Natürlich meine ich dann dieses Universum unter der Prämisse des Nicht-Realismus.

Nette Grüsse

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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Okt 2022 16:14    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Hallo!
TomS hat Folgendes geschrieben:
da ist nichts zufälliges.

... in so einem Universum gibt es doch Phänomene, die dem Zufall unterliegen??
Daher kommt ja auch die Aussage von Einstein "Gott würfelt nicht", da Einstein ja ein Anhänger des Realismus bzw. Nicht-Zufalls war.

Wenn ja, dann verstehe ich es so, dass es solche Phänomene in so einem Universum* gibt, aber nicht bezüglich des Vakuums.

Es mag Zufall objektiv geben oder er mag uns im Zuge von Messungen nur subjektiv als solcher erscheinen - letzteres tut er auf jeden Fall.

Aber deswegen ist eben nicht alles irgendwie zufällig, und

Zitat:
"... a vacuum fluctuation is the temporary random change in the amount of energy in a point in space, as prescribed by Werner Heisenberg's uncertainty principle ... they are minute random fluctuations in the values of the fields which represent elementary particles ...


einfach Quatsch.

Es findet keine Messung oder Beobachtung statt, deswegen ist nach keiner Interpretation irgendein Zufall im Spiel. Es gibt auch keinen Schwankung der Energie, weder stochastisch zufällig noch sonst irgendwie. Wenn man die Erwartungswerte berechnet, sind die immer alle zeitlich schön konstant. Es gibt in der Berechnung auch keine Werte von Felder, geschweige denn, dass diese schwanken. Berechnet man Erwartungswerte von Feldern - was man hier nicht muss - so schwanken diese nicht. Berechnet man den Erwartungswert des Kommutators [H,A] wobei A irgendein Feld sei, so kann man diesen gem. Heisenberg als Zeitableitung von A interpretieren; anders ausgedrückt generiert H Zeittranslationen. Da der Vakuumzustand aber zeitinvariant ist, muss auch der Erwartungswert dieses Kommutators verschwinden.

M.E. hat der Autor keine einzige Zeile eigener Rechnung im Rahmen der QFT durchgeführt oder ein Lehrbuch dazu durchgearbeitet, sonst wüsste er, dass das, was erschreibt, undefiniert ist.

Die radikalste Form einer Kritik seitens Wolfgang Pauli war: „Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch!“ Und genau das gilt für derartigen Quatsch. Sie sind nicht wahr, nicht falsch, einfach nur Quatsch.

Nach Sir Karl Popper muss eine wissenschaftliche Aussage prinzipiell falsifizierbar sein. Die Aussage „der Mond besteht aus grünem Käse“ ist zwar falsch, aber immerhin falsifizierbar. Die Aussage „Vakuum-Fluktuationen sind vorübergehende zufällige Änderungen der Energiemenge in einem Punkt ... winzige zufällige Fluktuationen in den Werten der Felder, die Elementarteilchen darstellen“ ist hingegen weder experimentell falsifizierbar, noch kann man sie präzise auf den mathematischen Formalismus beziehen. Dieser besagt vieles, aber sicher nicht das. Von Popper stammt übrigens auch die Aussage "Wer's nicht einfach und klar sagen kann, der soll schweigen und weiterarbeiten, bis er's klar sagen kann!"

Also handelt es sich hier um eine Märchenstunde - ganz allgemein, nicht nur bezogen auf das Vakuum. Es hat auch nichts mit Realismus oder Instrumentalismus zu tun, es ist unter allen diesen philosophischen Perspektiven Quatsch. Zustimmung findet man evtl. im Rahmen von Dadaismus, Poststrukturalismus oder Kabbalismus.

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Beitrag MBastieK Verfasst am: 26. Okt 2022 18:24    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Es findet keine Messung oder Beobachtung statt, deswegen ist nach keiner Interpretation irgendein Zufall im Spiel. Es gibt auch keinen Schwankung der Energie, weder stochastisch zufällig noch sonst irgendwie.

Das mag für das Vakuum gelten.

Aber:
Wenn in einem nicht-realistischen Universum der Bewegungs-Weg eines reellen Teilchens nicht stringent ist, d.h. zufälligen Abweichungen unterliegt, dann erfährt das Teilchen wegabweichende & zufällige Impulse, die zufälligen Energie-Schüben entsprechen, da sonst keine nicht-realistischen zufälligen Weg-Abweichungen.

Oder besser ausgedrückt: Ohne zufällige Energie-Zufuhr hätte das Teilchen einen vorhersehbaren Ort beim nächsten Messen.

D.h. der Zufall des Ortes oder des Impulses ist im Nicht-Realismus mit dem Zufall von Energie verbunden.

Da Zufall sich aber ausgleicht, d.h. ein ausreichend stringenter Bewegungs-Weg entsteht, wirkt die Gesamt-Summe dieser wegabweichenden & zufälligen Energie-Schübe null.

Letztendlich ist dies aber ein Versuch auf klassische Weise nicht-klassische & nicht-realistische Physik zu erklären.

Vielleicht könnte man hier auch Feynman zitieren:
"It is important to realize that in physics today, we have no knowledge of what energy is."

TomS hat Folgendes geschrieben:
Nach Sir Karl Popper muss eine wissenschaftliche Aussage prinzipiell falsifizierbar sein.

Ich dachte das gilt für eine Theorie und nicht für jedes Theorem.
Ich werde mal darauf achten, wenn mir diese Themen mal wieder begegnen.

Nette Grüsse

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Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 26. Okt 2022 19:23, insgesamt 2-mal bearbeitet
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Beitrag TomS Verfasst am: 26. Okt 2022 18:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube nicht, dass es da eine gemeinsame Basis für eine Diskussion gibt.
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Beitrag MBastieK Verfasst am: 26. Okt 2022 19:23    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Nach Sir Karl Popper muss eine wissenschaftliche Aussage prinzipiell falsifizierbar sein.

Ja, jedes Theorem muss durch ein Experiment überprüfbar sein.

TomS hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
„Vakuum-Fluktuationen sind vorübergehende zufällige Änderungen der Energiemenge in einem Punkt ... winzige zufällige Fluktuationen in den Werten der Felder, die Elementarteilchen darstellen“
ist hingegen weder experimentell falsifizierbar...

Da frage ich mich, ob es schon bewiesen ist, dass es dafür kein Experiment gibt?

Nette Grüsse

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Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 26. Okt 2022 23:24, insgesamt einmal bearbeitet
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Beitrag Aruna Verfasst am: 26. Okt 2022 22:08    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Dann zur Warnung:

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_fluctuation

Zitat:
... a vacuum fluctuation is the temporary random change in the amount of energy in a point in space, as prescribed by Werner Heisenberg's uncertainty principle.

Da wird's schon schwierig.


was hältst Du von dem deutschen Wikipedia-Eintrag?

Zitat:

Vakuumfluktuation sowie Vakuumpolarisation und virtuelles Teilchen sind Begriffe aus der Quantenfeldtheorie. Sie bezeichnen bestimmte mathematische Ausdrücke, die in den Summanden einer Reihe auftauchen, wenn eine Energie oder eine Übergangsamplitude mit den Mitteln der quantenmechanischen Störungstheorie berechnet wird. Zwecks besserer Veranschaulichung beschreibt man diese Ausdrücke so, als ob die darin vorkommenden Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren und weitere Faktoren für wirklich in der Zeit ablaufende Prozesse stünden.
Gelegentlich wird diese Sprechweise aus der quantenmechanischen Energie-Zeit-Unschärferelation heraus begründet in dem Sinne, dass sie für unbeobachtbar kurze Zeit erlaubt seien.
Zu beachten ist, dass mit Vakuum in diesem Zusammenhang nicht der von jeglicher Materie und Energie entleerte Raum gemeint ist, sondern der quantenmechanische Zustand niedrigst möglicher Energie (Grundzustand). Als Energieeigenzustand zeigt er keinerlei beobachtbare zeitliche Veränderung, insbesondere keine zeitliche Fluktuation.

https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumfluktuation


verstehe ich das (und Deine Ausführungen) richtig, dass es zwar eine nicht verschwindende Energie gibt, aber da nix messbar schwankt und daher auch keine Spiegel hin und her schubsen kann?
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 26. Okt 2022 23:32    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
„Vakuum-Fluktuationen sind vorübergehende zufällige Änderungen der Energiemenge in einem Punkt ... winzige zufällige Fluktuationen in den Werten der Felder, die Elementarteilchen darstellen“
ist hingegen weder experimentell falsifizierbar...

Ist das nicht ein erfolgreiches Experiment diesbezüglich und eine Widerlegung bezüglich Ihrer Behauptung:
TomS hat Folgendes geschrieben:
ist hingegen weder experimentell falsifizierbar...
???

Auszüge aus dem Artikel
Zitat:
Quanten-Fluktuationen sind doch messbar

galt bislang als unmöglich

Fluktuationen bislang nur an ihren Folgen erkennbar

https://www.scinexx.de/news/technik/quanten-fluktuationen-sind-doch-messbar/

Nette Grüsse

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