Elementaire Deeltjes

Ja, dummietaal graag!

Leuke site, ik ga me er eens in verdiepen!

TVP enzo

tvp

Aahh, dan kan ik hier ook vragen wat de huidige stand van zaken omtrend gravitonen is?

quote:

Op donderdag 24 februari 2005 15:27 schreef pfaf het volgende:
Aahh, dan kan ik hier ook vragen wat de huidige stand van zaken omtrend gravitonen is?

Zover ik weet, is het maar zeer de vraag of ze uberhaupt bestaan. Zwaartekracht is een fundamenteel andere kracht dan de andere krachten ( elektromagnetisme, zwakke kernkracht en sterke kernkracht ), en het is een eis van de quantumfysica dat elke kracht een foton heeft, of een "boodschapperdeeltje". Maar dat is de quantumfysica, een heel andere theorie dan de ART. Dat is natuurlijk ook de reden waarom je ze zo moeilijk kunt verenigen.

Wat je iig weet van zo'n graviton, is dat het spin 2 heeft, en massa 0. Waarom zo'n deeltje spin 2 moet hebben , ben ik nog niet helemaal achter

quote:

Op donderdag 24 februari 2005 16:08 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Zover ik weet, is het maar zeer de vraag of ze uberhaupt bestaan.

Daar doelde ik ook op.

[ Bericht 2% gewijzigd door pfaf op 24-02-2005 16:55:42 ]

quote:

Op donderdag 24 februari 2005 16:39 schreef Doffy het volgende:
Ow, dan was het zeker het Higgs deeltje dat de LHC gaat vinden?

_{Als ze bestaan, uiteraard...}

Niet in LHC maar in Large Electron Positron versneller.
Hier is de man Peter Higgs:


en hier is zijn deeltje.

tvptje

Als een muon kan vervallen tot een elektron en neutrino's, waarom wordt een muon dan als een elementair deeltje beschouwd?

Dat is echt een geinige site!
Leuk opgezet

Ik vind het deeltje van Peter Higgs een stuk knapper dan de man zelf.

En ook maar even een ordinaire tvp.

Nou, er wordt hier al met Higgs-deeltjes gesmeten. Laten we es bij het begin beginnen Je deeltjes-avontuur was trouwens erg leuk, Doffy.

Elk atoom, of element, bestaat uit verschillende componenten. Dit zijn een kern, met daarom heen elektronen. De kern heeft positieve en neutrale deeltjes, en de elektronen zijn negatief. De kerndeeltjes zijn veel zwaarder dan de elektronen. Die kerndeeltjes zijn:

-proton, positief geladen
-neutron, neutraal

En daaromheen zijn dus de elektronen. Nou blijken die kerndeeltjes ook weer uit deeltjes te bestaan, maar die elektronen niet! Protonen en neutronen bestaan uit 3 quarks. Je hebt up-quarks, met lading +2/3, en down-quarks, met lading -1/3 .Dan is de samenstelling als volgt:

-Proton: 2 up-quarks en 1 down-quark. Dus de totale lading is 2/3 + 2/3 - 1/3 = 1.
-Neutron: 2 down-quarks en 1 up quark. Dus de lading is 1/3 - 1/3 + 2/3 = 0.

De lading van het elektron is -1. De eenheden zijn niet zo belangrijk.

Nou kun je je afvragen: protonen zijn elektrisch positief geladen, en stoten elkaar dus af. In de kern blijven ze echter mooi zitten. Hoe kan dit? Het antwoord zit bij de neutronen. Er blijkt een kracht in die kern te zijn, die zowat 100 keer sterker is dan de afstotende elektrische kracht: De sterke kernkracht Die bindt quarks heel stevig aan mekaar. Absurd stevig zelfs. Want er is iets vreemds aan de hand met die sterke kernkracht: ze neemt toe als de afstand tussen 2 quarks afneemt ! Dat is dus precies het tegen overgestelde van bv zwaartekracht, of de elektrische kracht. Daarom kun je quarks nooit apart zien ; ze komen altijd voor in groepjes van 3. Deze groepjes noem je Hadronen. Je hebt ook nog groepjes van 2 quarks. Die noem je mesonen.

Het elektron bestaat niet uit quarks, en de sterke kernkracht heeft dan ook geen vat op dit deeltje. Zo'n deeltje, wat niet uit quarks bestaat ( en nog wat details ), noem je een lepton. Fermi heeft weleens verzucht dat natuurkunde soms net plantkunde lijkt, met al die namen .

Deeltjes verschillen van mekaar qua massa, qua lading, maar er blijkt nog iets meer te zijn. Elk deeltje heeft een eigenschap, die erg belangrijk is: de spin
Spin kun je zien, als een innerlijk impulsmoment; dus het is net alsof het deeltje om een asje draait, zoals de aarde dat doet. Dit is ontdekt door 2 Nederlanders. Dus een deeltje wordt bepaald door:

-de massa
-de lading
- de spin

Verder heb je dus deeltjes die uit quarks bestaan ( hadronen of mesonen), en deeltjes die niet uit quarks bestaan ( de leptonen ). Alle materiedeeltjes, dus quarks, protonen, neutronen en elektronen, hebben spin 1/2 . We gaan verder met groepjes naam geven

Deeltjes met heeltallige spin, dus 0,1,2,3....noem je bosonen
Deeltjes met halftallige spin, dus 1/2, 3/2, 5/2 .... noem je Fermionen.

Materiedeeltjes zijn dus Fermionen. En er is een regeltje, wat zegt dat 2 fermionen nooit in de zelfde toestand kunnen zitten. Ze zullen elkaar dus mijden. Dat verklaard een leuk feitje: atomen zijn erg leeg, meestal is zo'n 0,01 procent opgevuld met materie, en de rest is leegte. Maar toch zak je niet door je stoel heen!
Dat komt dus, omdat de materiedeeltjes fermionen zijn, en die kunnen niet op dezelfde plaats tegelijkertijd zijn. Dus zullen ze elkaar afstoten, zoals 2 magneten met dezelfde pool dat ook doen. De atomen zijn ook neutraal, maar de elektronen eromheen zijn negatief, en dus zullen de stoel en jouw kont elkaar ook afstoten, door de elektronenwolken.

Had ff een ingeving

Bedankt voor de goeie uitleg, Haushofer!

Haushofer, ik bewonder echt de heldere manier waarop je de dingen kunt uitleggen!

Als ik jou nou als docent had gehad, had ik er vast vroeger al veel meer van begrepen
Dit is werkelijk voor het eerst dat ik een beetje wegwijs wordt in de verschillende deeltjes en hun namen!

Weet je, dat vind ik nou ook zo jammer. Ik heb slechte docenten gehad voor wiskunde, natuurkunde en scheikunde. Altijd maar weer eikels. Ik kòn het best, maar door toedoen van de docenten heb ik uiteindelijk al die vakken laten vallen.

Ik geloof niet dat ik het indertijd in me had om het te begrijpen; ik was een beetje a la rudeonline, zeg maar Mijn docenten werden dan ook stapelgek van me!
Maar ik moet zeggen dat er echt niemand tussen zat die zo helder en in eenvoudige taal kon uitleggen als Haushofer!

quote:

Op vrijdag 25 februari 2005 19:57 schreef Haushofer het volgende:

Alle materiedeeltjes, dus quarks, protonen, neutronen en elektronen, hebben spin 1/2 .

Elektronen kunnen toch ook een spin van -1/2 hebben?

quote:

Op donderdag 24 februari 2005 15:29 schreef Doffy het volgende:
Voor zover ik weet, zijn die nog niet gevonden Maar ik begreep dat de LHC (Large Hadron Collider) van CERN ze gaat vinden. Hopen ze...

Ik ben op de open dag geweest van CERN, in oktober. En ik heb dus rondgelopen waar ze de LHC aan het bouwen zijn.

Wat een goed topic! Ik hoop dat we het gestructureerd kunnen houden...

Zie ook het oude topic (2003) Quark's, Neutrino's, Muon's, Tau's enz. . Met daarin mijn eerste post op fok! In de tijd van dat topic was er nog geen Higgs deeltje ontdekt.

Om door te gaan op Haushofer, Fermionen zijn dus de materdeeltjes. De bosonen zorgen voor krachten. Dit zijn de bosonen, van zwak naar sterk:
1 weak bosons (W en Z)
2 photon (gamma)
3 gluon (g)
4 Gravitons, waaronder De Mysterieuze Higgs (h), en zijn drie theoretische onondekte broers ?, ? en ?.

Deze bosonen kun je dus zien als de lijm tussen deeltjes.
Z en W geven grandstof aan de zon en zijn verantwoordlijk voor het uiteenvallen van kernen en het uitzenden van een electron en een neutrino.
Photonen houden protonen en electronen bijeen.
Gluons: Quarks hangen aan elkaar door de gluons (dan vormen de quarks hadrons)
Het Higgs deeltje is in het Standaard Model verantwoordelijk voor de massa's van alle deeltjes. En dus voor de zwaartekracht.
In vergelijking tot andere krachten is de zwaartekracht bijzonder zwak, de aantrekkingskracht tussen een proton en een elektron door electrische kracht is ongeveer 1039 maal de aantrekkingskracht door zwaartekracht.

_{kan iemand me corrigeren als ik onzin uitkraam? Ik ben hier niet helemaal zeker van}

quote:

Op vrijdag 25 februari 2005 21:26 schreef corc het volgende:
Het Higgs deeltje is in het Standaard Model verantwoordelijk voor de massa's van alle deeltjes. En dus voor de zwaartekracht.

_{kan iemand me corrigeren als ik onzin uitkraam? Ik ben hier niet helemaal zeker van}

Volgens mij is de zwaartekracht juist niet opgenomen in het standaard model. Dan kan het Higgs deeltje hier toch niet voor verantwoordelijk zijn?

Vraagje over de rest-wisselwerkingen:

De rest-wisselwerking van elekromagnetisme houdt de atomen binnen een molecuul bij elkaar. Elektronen springen voortdurend over van atoom op atoom en worden als het ware gedeeld.
Maar een groep moleculen van een vaste stof en (in mindere mate) vloeistof wordt ook bij elkaar gehouden (vd Waals krachten). Is dit dan een rest-rest wisselwerking want ook hier springen elektronen en zelfs protonen over van molecuul op molecuul (autoprotolyse!).
Is het dan ook zo dat in een groep nucleonen binnen een atoom quarks overspringen van proton op proton of proton op neutron of wordt dat verhinderd doordat sterke kernkracht toeneemt met toenemende afstand? Hoe moet ik me die rest wisselwerking dan voorstellen die nucleonen bij elkaar houdt?

Dan wil ik ook nog wat weten over die spin...
Om te ontsnappen aan het pauliverbod hebben elektronen op hetzelfde energienivo binnen een atoom een tegengestelde spin (1/2 of -1/2). Elektronen kunnen ook van spin veranderen (spinflip).
Gaat dit gepaard met uitzending of opname van fotonen of is spin eigenlijk geen energienivo?
Als ik me spin voorstel als een 'ordinaire' rotatie lijkt het mij niet mogelijk om zonder energietoevoer van draairichting te veranderen.

Dus voordat we verder gaan graag eerst wat meer uitleg over de (rest) wisselwerkingen en de aard van spin.

quote:

Op vrijdag 25 februari 2005 21:21 schreef Dion het volgende:

[..]

Elektronen kunnen toch ook een spin van -1/2 hebben?

Nee, dat is iets subtieler. Wat jij bedoelt is het magnetisch quantumgetal m_s, dat is de projectie van de spin s. Die gaat van +s naar -s met stapjes van 1. Bij een elektron is dat dus +1/2 en -1/2. In een magnetisch veld kan de spin dus naar "boven en naar beneden staan". Bij het quantumgetal l heb je iets soorgelijks. Maar dat komt misschien later nog wel langs.

Als voorbeeldje nog: bij een deeltjes met spin 2 kun je dus projecties van die m hebben van 2,1,0,-1,-2. Subtiliteiten als massa niet meegerekend

quote:

Op vrijdag 25 februari 2005 19:57 schreef Haushofer het volgende:
Daarom kun je quarks nooit apart zien ; ze komen altijd voor in groepjes van 3. Deze groepjes noem je Hadronen. Je hebt ook nog groepjes van 2 quarks. Die noem je mesonen.

Waarom niet trionen en duonen ?

tvp

quote:

Op zaterdag 26 februari 2005 09:16 schreef Dion het volgende:
Vraagje over de rest-wisselwerkingen:

De rest-wisselwerking van elekromagnetisme houdt de atomen binnen een molecuul bij elkaar. Elektronen springen voortdurend over van atoom op atoom en worden als het ware gedeeld.
Maar een groep moleculen van een vaste stof en (in mindere mate) vloeistof wordt ook bij elkaar gehouden (vd Waals krachten). Is dit dan een rest-rest wisselwerking want ook hier springen elektronen en zelfs protonen over van molecuul op molecuul (autoprotolyse!).

De VDW interactie is de dipool-interactie van de atoomkernen. Je kunt vrij gemakkelijk aantonen dat deze kracht evenredig is met r^-6, waarbij r de afstand is tussen de 2 kernen. Deze kracht valt dus buiten de kern heel snel weg! Een goed model van deze interacties geeft de zogenaamde Lennard-Jones potentiaal, maar dat wordt lichtelijk offtopic.

quote:

Is het dan ook zo dat in een groep nucleonen binnen een atoom quarks overspringen van proton op proton of proton op neutron of wordt dat verhinderd doordat sterke kernkracht toeneemt met toenemende afstand? Hoe moet ik me die rest wisselwerking dan voorstellen die nucleonen bij elkaar houdt?

De sterke kernkracht heeft als boodschapperdeeltje het meson, wat ook weer uit quarks bestaat. Die quarks worden bijelkaar gehouden door "gluonen". Dus eigenlijk kun je gluonen zien als het boodschapperdeeltje van de sterke kernkracht. Hier geldt dat de gluonen ook onderling interacteren, en dat maakt het een zeer moeilijk model.

quote:

Dan wil ik ook nog wat weten over die spin...
Om te ontsnappen aan het pauliverbod hebben elektronen op hetzelfde energienivo binnen een atoom een tegengestelde spin (1/2 of -1/2). Elektronen kunnen ook van spin veranderen (spinflip).
Gaat dit gepaard met uitzending of opname van fotonen of is spin eigenlijk geen energienivo?
Als ik me spin voorstel als een 'ordinaire' rotatie lijkt het mij niet mogelijk om zonder energietoevoer van draairichting te veranderen.

Spin is een eigenschap, net als de massa. Het is intrinsiek; dat wil zeggen, een vaste waarde voor elk deeltje. Het bepaalt heel sterk de eigenschappen van zo'n deeltje, zoals al eerder werd aangestipt. In een magnetisch veld worden de spin's allemaal in 1 richting gezet. Ik geloof dat je daar ook bepaalde deeltjes aan kunt toeeigenen, de zogenaamde magnonen, wat zoiets is als een gequantiseerde spin-golf. Maar dat is voor mij ook wat wazig Maar het gaat dus niet gepaard met fotonen oid, zover ik weet. Wel heeft het sterk te maken met energieniveaus: Een deeltje wat tegen het veld in is gericht bevat natuurlijk meer energie dan een deeltje dat met het veld mee zit. Dit kun je uitrekenen aan de hand van Boltzmann, maar wederom, dit wordt ook weer wat technisch. ( strikt gesproken is de energie dan gelijk aan B*u, waarbij u het magnetisch moment is. Met de gebruikelijke statistiek kun je dan dingen als totale energie enzo uitrekenen)

Een aardig voorbeeld van een boson is een foton; een laser werkt met het principe dat alle fotonen dezelfde golflengte hebben.

Voor de geinteresseerden: De bouwstenen van de schepping, van Gerard t Hooft. Erg mooi boekje.

TNX Haushofer, het is weer wat helderder!

*wordt geloof ik toch tijd dat ik maar weer eens wat oude dictaten ga openslaan, begin dingen door elkaar te halen

quote:

Op zaterdag 26 februari 2005 11:47 schreef het_fokschaap het volgende:

[..]

Waarom niet trionen en duonen ?

tvp

Gerard t Hooft heeft geloof ik eens het woord "ace" geintroduceerd voor de bouwstenen van de hadronen. Kennelijk is het woordje quark beter gevallen.

Waarom geen hapseflapjes?

quote:

Want er is iets vreemds aan de hand met die sterke kernkracht: ze neemt toe als de afstand tussen 2 quarks afneemt !

Bedoel je het niet andersom?
Dus de sterke kernkracht neemt toe als de afstand tussen 2 quarks ook toeneemt

quote:

Daarom kun je quarks nooit apart zien ; ze komen altijd voor in groepjes van 3

Ook niet onder extreme omstandigheden? Bijv. bij het ontstaan van het heelal?

quote:

Op donderdag 3 maart 2005 23:23 schreef whosvegas het volgende:

[..]

Bedoel je het niet andersom?
Dus de sterke kernkracht neemt toe als de afstand tussen 2 quarks ook toeneemt
[..]

Daarom krijg je ze zo moeilijk uit elkaar..

quote:

Op donderdag 3 maart 2005 23:23 schreef whosvegas het volgende:

Ook niet onder extreme omstandigheden? Bijv. bij het ontstaan van het heelal?

Ik meen dat over de Top quark al het een en ander gemeten is, ook als een enkelvoudig quarkje, o.a. met de Large Hadron Collider in het Fermilab in Chicago.

quote:

Op donderdag 3 maart 2005 23:23 schreef whosvegas het volgende:

[..]

Bedoel je het niet andersom?
Dus de sterke kernkracht neemt toe als de afstand tussen 2 quarks ook toeneemt
[..]

Nee, maar dat zou je wel van een kracht verwachten ej?

Prachtig topic
Langzaam aan begin ik fan te worden van QM, al de vragen die ik had en die ik alleen met mijn neutronen/protonen/elektronen kennis niet kon beantwoorden, word nu duidelijk dankzij de werking van quarks
*leest weer verder in zijn nooit eindigende queeste naar kennis

quote:

Op maandag 28 februari 2005 23:33 schreef Haushofer het volgende:

Waarom geen hapseflapjes?

mja, ik vond trionen (groepje van drie) en duonen (groepje van twee) nog enigszins beschrijvend

Van hyperphysicsdotcom:

quote:

The name "quark" was taken by Murray Gell-Mann from the book "Finnegan's Wake" by James Joyce. The line "Three quarks for Muster Mark..." appears in the fanciful book. Gell-Mann received the 1969 Nobel Prize for his work in classifying elementary particles.

Vraagje tussendoor: ik ben nu het Bernini mysterie van Dan Brown aan het lezen. Gaat o.a. over antimaterie. In dit boek wordt gesteld dat alles in tweeen bestaat: licht-donker, goed-kwaad, enz. Hetzelfde zou gelden voor materie-antimaterie, maar antimaterie zou je hier (=op aarde) niet vinden, omdat als je materie en antimaterie samenbrengt, je energie overhoudt.

Hoe komt men er dan bij dat er zoiets als anitmaterie bestaat? is dat puur op basis van het feit dat alles in tweeen bestaat? Is dat gebaseerd op onderzoek? Formules?

Antimaterie werd voorspeld door Dirac, en hij was er in het begin heel voorzichtig mee. Het kwam namelijk nogal absurd op hem over. Maar wat bleek: die antideeltjes werden al jaren lang zo nu en dan gemeten, maar ze werden altijd gewijd aan meetfouten ed, werden ze al opgemerkt ! Dat laat wel zien hoe raar men het vond. Maar antimaterie is zeker aangetoond.

quote:

Op vrijdag 4 maart 2005 21:50 schreef Haushofer het volgende:
Van hyperphysicsdotcom:

The name "quark" was taken by Murray Gell-Mann from the book "Finnegan's Wake" by James Joyce. The line "Three quarks for Muster Mark..." appears in the fanciful book. Gell-Mann received the 1969 Nobel Prize for his work in classifying elementary particles.

[/quote]

De bron van Finnegans Wake - quark
In tijden van pure frustratie moet Murray Gell-Mann dit boek gelezen hebben. Het behoort tot de onleesbare boeken uit de Ierse literatuur.

quote:

Op maandag 7 maart 2005 13:21 schreef Haushofer het volgende:
Maar antimaterie is zeker aangetoond.

Maar, gelukkig, door een bepaalde oorzaak, die ik niet helemaal begrijp (staat geloof ik wel in Hawking's Het Heelal) was er een tijdje na de Oerknal iets meer materie dan antimaterie (of andersom natuurlijk, maar dan heette het nu andersom ) zodat niet alles annihileerde. En van dat beetje zijn alle sterrenstelsels, planeten en mensen nu gemaakt.

*Schop*

Nou, ik heb ook nog een vraag .

Ik had vandaag een uiterst boeiende discussie met iemand over antimaterie. Deze persoon veronderstelt namelijk dat antimaterie een negatieve massa moet hebben. Als ik het goed begrijpt bedoelde hij hier het volgende mee:
wanneer er massa gevormd wordt uit energie moet er tegelijkertijd evenveel antimaterie met een *negatieve* massa ontstaan omdat er in principe uit niets geen massa kan ontstaan. Dus die massa wordt weliswaar uit energie omgezet, maar het "beginpunt" had massa = 0. Oftewel wanneer er massa ontstaat uit energie wordt er ook negatieve massa gecreërd. Het zou hetzelfde zijn als bijvoorbeeld het baryongetal, dat altijd gelijk blijft (dus als er twee protonen botsen onstaan er drie nieuwe protonen en 1 antiproton zodat baryongetal 2+ blijft)

Ik heb tot nu toe geen enkele bron gevonden die hiermee instemt maar op zich lijkt het aannemelijk. Mijn tegenargumenten zijn dan dat de massa simpelweg wel kan ontstaan als er daadwerkelijk energie wordt "weggehaald" en er dus minder energie overblijft en er massa bijkomt. Daarnaast heb ik gevonden dat massa geen quantumgetal is dus in principe *hoeft* antimaterie geen tegenovergestelde massa te hebben.

Maar ik hoor graag meningen hierover, want ik kan eigenlijk niet bij negatieve massa (omdat massa toch eigenlijk gewoon het aantal deeltjes is, en b.v. -2 schapen bestaat ook niet).

Ik plaats ook een TVP, het topic is toch al bijna een jaar oud maar toch Dummietaal is wel handig

Mja toevallig kwam ik dit topique tegen. Aangezien ik vandaag nogal into de elementaire deeltjes ben leek het mij een mooi excuus om hier eens te vragen

quote:

Op vrijdag 25 februari 2005 21:26 schreef Anthraxx het volgende:

[..]

Ik ben op de open dag geweest van CERN, in oktober. En ik heb dus rondgelopen waar ze de LHC aan het bouwen zijn.

8 maart ga ik er heen

tvp

quote:

Op donderdag 16 februari 2006 18:52 schreef LedZep het volgende:
*Schop*

Nou, ik heb ook nog een vraag .

Ik had vandaag een uiterst boeiende discussie met iemand over antimaterie. Deze persoon veronderstelt namelijk dat antimaterie een negatieve massa moet hebben. Als ik het goed begrijpt bedoelde hij hier het volgende mee:
wanneer er massa gevormd wordt uit energie moet er tegelijkertijd evenveel antimaterie met een *negatieve* massa ontstaan omdat er in principe uit niets geen massa kan ontstaan. Dus die massa wordt weliswaar uit energie omgezet, maar het "beginpunt" had massa = 0. Oftewel wanneer er massa ontstaat uit energie wordt er ook negatieve massa gecreërd. Het zou hetzelfde zijn als bijvoorbeeld het baryongetal, dat altijd gelijk blijft (dus als er twee protonen botsen onstaan er drie nieuwe protonen en 1 antiproton zodat baryongetal 2+ blijft)

Ik heb tot nu toe geen enkele bron gevonden die hiermee instemt maar op zich lijkt het aannemelijk. Mijn tegenargumenten zijn dan dat de massa simpelweg wel kan ontstaan als er daadwerkelijk energie wordt "weggehaald" en er dus minder energie overblijft en er massa bijkomt. Daarnaast heb ik gevonden dat massa geen quantumgetal is dus in principe *hoeft* antimaterie geen tegenovergestelde massa te hebben.

Maar ik hoor graag meningen hierover, want ik kan eigenlijk niet bij negatieve massa (omdat massa toch eigenlijk gewoon het aantal deeltjes is, en b.v. -2 schapen bestaat ook niet).

Hij zit er naast

Deeltjesprocessen kun je voorspellen via behoudswetten. Er moet een hele reeks getallen behouden blijven, wil een proces kunnen plaatsvinden. Eén daarvan is lading, een andere is energie. Daarnaast heb je nog allemaal fancy quantumgetallen als isospin, isospinprojectie, vreemdheid, leptongetallen, baryongetallen, etc. Volgens deze wetten kan een foton in een elektron en een positron vervallen. De massa van een elektron is bijvoorbeeld x, en die van het positron ook ! Dat kun je wiskundig zelfs bewijzen. Het foton moet dan minimaal een energie hebben van 2*x. Die energie wordt dan omgezet in massa via E=mc², en de energie die overblijft wordt kinetische energie voor de elektronen. Stel bijvoorbeeld dat het foton een energie 2x+K heeft, dan wordt de 2x energie gebruikt voor de creatie van een positron en een elektron, en de K wordt over de 2 deeltjes verdeelt. Dat wordt dus kinetische energie.

Wat hij waarschijnlijk bedoelt, is de spontane creatie van deeltjes en antideeltjes in het vacuum. Dat heeft alles te maken met het feit dat het vacuum niet stabiel is; de exacte energieinhoud van het vacuum is niet nauwkeurig vastgesteld door de natuur. Dat zorgt er voor dat binnen hele korte tijdspannes deeltjes kunnen worden gemaakt, en weer vernietigd. Daarvoor heb je geen negatieve massa nodig. Negatieve massa zou sowieso raar zijn; de zwaartekracht tussen een negatieve massa en een positieve massa zou afstotend zijn ipv aantrekkend. Dit heeft denk ik weer gevolgen voor het hypotethische graviton; mocht het bestaan, en mocht negatieve energie bestaan, dan lijkt mij dat het niet persé spin 2 moet hebben.

De berekening van de energie inhoud van het vacuum is trouwens nogal subtiel; als je een eerste berekening doet, dan komt er oneindig uit. Da's nogal naar, en daar moet je voor compenseren. Dat volgt uit het feit dat deeltjes als een veldje van oneindige harmonische oscillatoren wordt gezien, en harmonische oscillatoren hebben een grondenergie die niet gelijk is aan 0. Oneindig veel harmonische oscillatoren in de grondtoestand stelt het vacuum voor, maar dan krijg je wel een oneindige energie,

quote:

Op zaterdag 26 februari 2005 11:43 schreef Haushofer het volgende:

Nee, dat is iets subtieler. Wat jij bedoelt is het magnetisch quantumgetal m_s, dat is de projectie van de spin s. Die gaat van +s naar -s met stapjes van 1. Bij een elektron is dat dus +1/2 en -1/2. In een magnetisch veld kan de spin dus naar "boven en naar beneden staan".

Dit omklappen van de spin kan bij waterstof H2 spontaan gebeuren (dat gebeurt gemiddeld eens in de 10^8 jaar per atoom). Dit geeft dan straling met een golflengte van 21 cm : dit is veel voorkomende straling in het heelal (neutrale waterstof emissie). Dit effect is voor het eerst voorspeld door H. van der Hulst in de jaren '40 (uitgerekend op de achterkant van een A4-schriftje dat wel eens werd getoond als relikwie tijdens college in Leiden)

Als je vervolgens de Doppler-verschuivingen van deze 21cm lijn kan meten (bv in een grote wolk interstellair H2), kun je de snlheid van deze wolk bepalen.

Als je dit nu doet voor een hele hoop H2 wolken in de Melkweg, kun je dus de structuur van de Melkweg bepalen. Dit is in de jaren '40 in Leiden gedaan (Jan Oort et al.)

quote:

Op vrijdag 17 februari 2006 11:43 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Hij zit er naast

Deeltjesprocessen kun je voorspellen via behoudswetten. Er moet een hele reeks getallen behouden blijven, wil een proces kunnen plaatsvinden. Eén daarvan is lading, een andere is energie. Daarnaast heb je nog allemaal fancy quantumgetallen als isospin, isospinprojectie, vreemdheid, leptongetallen, baryongetallen, etc. Volgens deze wetten kan een foton in een elektron en een positron vervallen. De massa van een elektron is bijvoorbeeld x, en die van het positron ook ! Dat kun je wiskundig zelfs bewijzen. Het foton moet dan minimaal een energie hebben van 2*x. Die energie wordt dan omgezet in massa via E=mc², en de energie die overblijft wordt kinetische energie voor de elektronen. Stel bijvoorbeeld dat het foton een energie 2x+K heeft, dan wordt de 2x energie gebruikt voor de creatie van een positron en een elektron, en de K wordt over de 2 deeltjes verdeelt. Dat wordt dus kinetische energie.

Wat hij waarschijnlijk bedoelt, is de spontane creatie van deeltjes en antideeltjes in het vacuum. Dat heeft alles te maken met het feit dat het vacuum niet stabiel is; de exacte energieinhoud van het vacuum is niet nauwkeurig vastgesteld door de natuur. Dat zorgt er voor dat binnen hele korte tijdspannes deeltjes kunnen worden gemaakt, en weer vernietigd. Daarvoor heb je geen negatieve massa nodig. Negatieve massa zou sowieso raar zijn; de zwaartekracht tussen een negatieve massa en een positieve massa zou afstotend zijn ipv aantrekkend. Dit heeft denk ik weer gevolgen voor het hypotethische graviton; mocht het bestaan, en mocht negatieve energie bestaan, dan lijkt mij dat het niet persé spin 2 moet hebben.

De berekening van de energie inhoud van het vacuum is trouwens nogal subtiel; als je een eerste berekening doet, dan komt er oneindig uit. Da's nogal naar, en daar moet je voor compenseren. Dat volgt uit het feit dat deeltjes als een veldje van oneindige harmonische oscillatoren wordt gezien, en harmonische oscillatoren hebben een grondenergie die niet gelijk is aan 0. Oneindig veel harmonische oscillatoren in de grondtoestand stelt het vacuum voor, maar dan krijg je wel een oneindige energie,

Maar moet er geen balans zijn van massa? Stel, er is een begin van tijd, en er is een begin van massa, dan moet er een punt zijn geweest waarop er geen massa was toch? En op het moment dat je dus massa gaat creëren wordt het evenwicht verstoord. Dat is tenminste zijn redenering, en hoewel ik niet twijfel aan jouw kennis staan deze vragen toch nog open.

Mijn idee: energie kan dus omgezet worden in massa (massa vertegenwoordigt ten slotte energie). In dat opzicht blijft de totale hoeveelheid energie dus gelijk (die energie was bv eerst straling en is nu massa). Wanneer je het zo bekijkt lijkt negatieve massa dus niet nodig, maar wat is dan precies het nut van de antimaterie? Waarom heeft elk deeltje zijn spiegelbeeld? Is dat om massa om te kunnen zetten naar een andere energievorm? (dmv annihilatieprocessen oid)

Zoals je misschien begrijpt snap ik het nog niet helemaal, maar de relatie massa - energie is denk ik wel duidelijk. Ik kan massa dus beschouwen als een vorm van energie, net zoals warmte en licht?

Edit: nu ik je stukje nogmaals lees begrijp ik dat negatieve massa juist niet kan bestaan, omdat als dat zo zou zijn, dat wiskundig betekent dat een foton geen energie heeft?! Stel deeltje x heeft massa y, antideeltje -x heeft massa -y, deze komen bij elkaar , vervallen en er wordt een foton gevormd; deze heeft dan energie y + -y = 0, wat natuurlijk niet waar is. Dat is op zich best logisch..

[ Bericht 6% gewijzigd door LedZep op 17-02-2006 16:15:02 ]

En dan nog dit:
"Wat hij waarschijnlijk bedoelt, is de spontane creatie van deeltjes en antideeltjes in het vacuum. Dat heeft alles te maken met het feit dat het vacuum niet stabiel is; de exacte energieinhoud van het vacuum is niet nauwkeurig vastgesteld door de natuur. Dat zorgt er voor dat binnen hele korte tijdspannes deeltjes kunnen worden gemaakt, en weer vernietigd."

Is dit a. niet in strijd met de wet van behoud van energie en b. betekent dit dat er gedurende een zeer korte tijd massa kan ontstaan uit bv straling om vervolgens weer omgezet te worden in straling? En waarom is de energiewaarde dan niet zuiver constant?

*sigh* Veel vragen..

quote:

Op vrijdag 17 februari 2006 16:04 schreef LedZep het volgende:
En dan nog dit:
"Wat hij waarschijnlijk bedoelt, is de spontane creatie van deeltjes en antideeltjes in het vacuum. Dat heeft alles te maken met het feit dat het vacuum niet stabiel is; de exacte energieinhoud van het vacuum is niet nauwkeurig vastgesteld door de natuur. Dat zorgt er voor dat binnen hele korte tijdspannes deeltjes kunnen worden gemaakt, en weer vernietigd."

Is dit a. niet in strijd met de wet van behoud van energie en b. betekent dit dat er gedurende een zeer korte tijd massa kan ontstaan uit bv straling om vervolgens weer omgezet te worden in straling? En waarom is de energiewaarde dan niet zuiver constant?

*sigh* Veel vragen..

Het is niet in strijd met het energiebehoud Dat is logisch, want als de energie behouden wil blijven, moet je de energiewaarde natuurlijk wel exact weten. Maar op kleine schaal is de energie niet exact gedefinieerd; je kunt simpelweg niet stellen dat het vacuum op elk tijdstip exact een energieomvang heeft van 0. De zwakke kernkracht, die oa verantwoordelijk is voor radioactief verval, maakt hier gebruik van. De kracht wordt overgebracht door 3 verschillende deeltjes, het W+, W- en het Z0 deeltje. Neem bijvoorbeeld het klassieke betaverval:

neutron --> proton + elektron + anti elektron-neutrino

Wat hier in feite gebeurt, is het volgende: een neutron bestaat uit 3 quarks, een up (u) en 2 down (d) quarks. Het proton bestaat ook uit 3 quarks, maar dan uit 2 up en een down quark. Die u heeft een lading van 2e/3 en die d een lading van -e/3. Tel maar na, de ladingen kloppen. Een d uit het neutron vervalt dus tot een u, en een W- deeltje. Dat W- deeltje is niet stabiel, kan maar heel kort bestaan, en vervalt al heel snel tot het elektron en het neutrino. Dit verval is zwak, en gaat via de zwakke kernkracht. Nou zijn die W en Z deeltjes ontzettend zwaar; ongeveer 100 keer zo zwaar als een proton ! Dat is een hele boel. Je kunt, simpel gezegd, de volgende afschatting maken.

Het principe van Heisenberg zegt, dat de onzekerheid in de energie maal de onzekerheid in de tijd altijd groter is dan een bepaald getal. Dus dE*dt>constante. Dit is een heel subtiele toepassing van het onzekerheidsprincipe, en wordt vaak misinterpreteerd. Je kunt dus, popi-jopi gezegd, in een bepaalde tijd dt een energie dE halen uit het vacuum, zolang het product maar voldoet aan > constante. Als je die dE nou gelijk stelt aan d(Mc²)=c²*dM, ( dus je gebruikt alle energie om een massief deeltje te maken ) kun je in een tijdsbestek dt een deeltje creeeren en weer annihileren. Maar hoe zwaarder het deeltje is dat je wilt maken, des te korter het kan bestaan. Dat volgt uit bovenstaande formules: als dE groter wordt, dan moet dt kleiner worden. Die W en Z deeltjes zijn ontzettend zwaar, en kunnen dus maar heel kort bestaan. Eigenlijk zijn ze niet eens "echt", maar "imaginair", zoals fysici dat noemen, omdat ze hun bestaan ontlenen aan het onzekerheidsprincipe. Je ziet dus ook dat de zwakke kernkracht maar een heel kort bereik heeft.

Zoals ik zei, het onzekerheidsprincipe in de vorm dE*dt>constante is niet zo triviaal als veel mensen denken. Technisch gezien kun je het als volgt stellen: de commutatieregels zorgen voor het onzekerheidsprincipe van Heisenberg, en geldt voor operatoren. Nou is er geen operator voor de tijd, die als eigenwaarden de tijd geeft van een deeltje; je kunt "tijd" niet meten in een proces. Het is de onafhankelijke parameter waar al het andere van afhangt. Toch kun je met wat berekeningen laten zien dat dit in het algemeen wel geldt. Relativistisch verwacht je ook een dergelijk iets. Er geldt namelijk dat dx*dp> constante, en relativistisch gezien horen E en p in een 4-vector, namelijk p^u = {E/c,p_x,p_y,p_z} en x en t ook. Je verwacht dus, naast dx*dp>constante ook dat dt*dE>constante. Maar deze conclusie mag je niet zomaar trekken, daar gaat nog een hele andere redenatie aan vooraf.

quote:

Op vrijdag 17 februari 2006 16:01 schreef LedZep het volgende:

[..]

Maar moet er geen balans zijn van massa? Stel, er is een begin van tijd, en er is een begin van massa, dan moet er een punt zijn geweest waarop er geen massa was toch? En op het moment dat je dus massa gaat creëren wordt het evenwicht verstoord. Dat is tenminste zijn redenering, en hoewel ik niet twijfel aan jouw kennis staan deze vragen toch nog open.

Tja, wat er op het moment van de oerknal zelf gebeurde, dat is een ander subtiel punt. Waar nog een hele boel over onduidelijk is.

quote:

Mijn idee: energie kan dus omgezet worden in massa (massa vertegenwoordigt ten slotte energie). In dat opzicht blijft de totale hoeveelheid energie dus gelijk (die energie was bv eerst straling en is nu massa). Wanneer je het zo bekijkt lijkt negatieve massa dus niet nodig, maar wat is dan precies het nut van de antimaterie? Waarom heeft elk deeltje zijn spiegelbeeld? Is dat om massa om te kunnen zetten naar een andere energievorm? (dmv annihilatieprocessen oid)

In de QF heb je de Schrodingervergelijk; die vertelt je hoe deeltjes bewegen en interacteren. Maar dat ding is niet relativistisch. Als je een relativistische vergelijking wilt opstellen, dan krijg je voor spin 0 deeltjes zoiets als de Klein Gordon vergelijking. Die heeft 2 oplossingen, en dat wordt geinterpreteerd als zijnde deeltjes en antideeltjes. Dirac vond dit idee eerst te speculatief, maar de vergelijking bleek slimmer te zijn dan haar ontdekker, zoals hij het zelf stelde.

quote:

Zoals je misschien begrijpt snap ik het nog niet helemaal, maar de relatie massa - energie is denk ik wel duidelijk. Ik kan massa dus beschouwen als een vorm van energie, net zoals warmte en licht?

Ja. Er is dus geen behoud van massa, maar van energie. En die energie kan via E=mc2 worden omgezet in massa.

quote:

Edit: nu ik je stukje nogmaals lees begrijp ik dat negatieve massa juist niet kan bestaan, omdat als dat zo zou zijn, dat wiskundig betekent dat een foton geen energie heeft?! Stel deeltje x heeft massa y, antideeltje -x heeft massa -y, deze komen bij elkaar , vervallen en er wordt een foton gevormd; deze heeft dan energie y + -y = 0, wat natuurlijk niet waar is. Dat is op zich best logisch..

Er is geen enkele reden om zoiets als negatieve massa aan te nemen, je kunt de zaken prima zonder verklaren en je maakt alles onnodig moeilijk mocht je het wel aannemen

Veel zaken worden duidelijk. Heel erg bedankt voor de (soms toch wel moeilijke, maar interessante) uitleg.

Ja, ik wil nog wel es doordraven

quote:

Op vrijdag 17 februari 2006 21:12 schreef Haushofer het volgende:
Ja, ik wil nog wel es doordraven

Hart voor je vak!