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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

15 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Universum, Physik, Relativitätstheorie ▪ Abonnieren: Feed E-Mail
Seite 1 von 1

Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

07.12.2023 um 13:51
Hallo zusammen,

ich möchte mit euch über faszinierende Experimente sprechen, die darauf abzielen, die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie zu erkunden, insbesondere im Kontext der Quantengravitation.

Ein bemerkenswertes Experiment umfasste die Konstruktion von leichten Pendeln, nur wenige Milligramm schwer, die mit Laserlicht beschossen wurden, um die geringe Schwerkraft zu messen. Diese Schwerkraft war so minimal, dass sie kaum nachweisbar war, was darauf hinwies, dass Quanteneffekte möglicherweise eine Rolle spielten.

Ein weiteres Experiment manipulierte ein Atom, um zwei Aufenthaltsorte zu haben, und maß dann die Gravitation, indem es mit einem Wolframgewicht kombiniert wurde. Dies führte zur Entdeckung erster Quanteneffekte, die auf die Quantengravitation hinweisen.

Zusätzlich wurden Atomuhren entwickelt, die im Bereich von Atomen die Zeitdehnung der Relativitätstheorie messen können. Wenn diese empfindlich genug sind, könnten sie Quanteneffekte zeigen und somit helfen, die Quantentheorie und die Relativitätstheorie zu verbinden.

Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass die bisherigen Objekte in diesen Experimenten nur einige Milligramm schwer waren. Bei genauerer Betrachtung der Planckmasse, die bei etwa 0,021 mg liegt, wird deutlich, dass Quanteneffekte besonders stark auftreten sollten. Es bleibt spannend, wie zukünftige Experimente mit Objekten nahe der Planckmasse weitere Einblicke in die Quantengravitation liefern werden.

Was denkt ihr über diese Experimente und ihre potenzielle Bedeutung für die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie? Ich freue mich auf eure Gedanken und Diskussionen!

Viele Grüße,

Markus


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

07.12.2023 um 14:22
@mark07
Wo kann man sich denn etwas genauer über die Experimente, die du in deinem EP kurz angesprochen hast informieren?


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

07.12.2023 um 15:11
Ja genau hier hilfreiche Links

Pendelexperiment

Wolframexperiment


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

07.12.2023 um 17:09
Interessant!
Zitat von mark07mark07 schrieb:potenzielle Bedeutung für die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie
Das wird uns sicher weiterbringen.
Das erste Experiment ist noch nicht genau genug, aber das zweite scheint wohl ein Hinweis darauf zu sein, dass sich die Gravitation nicht rein klassisch verhält, wenn ich das richtig verstanden habe.
Insofern haben die Theoretiker neue Hinweise, in welche Richtung sie ihre Theorien lenken müssen.

Weiter so! :-)


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

16.12.2023 um 00:15
Zitat von stefan33stefan33 schrieb am 07.12.2023:Insofern haben die Theoretiker neue Hinweise, in welche Richtung sie ihre Theorien lenken müssen.
Theos gibt es ja so einige, woran es mangelt sind Experimente, mit denen man diese auch überprüfen kann. Und hier arbeitet man in der Tat fiberhaft daran, endlich Licht in das Dunkel zu bringen.

Vor 2 Tagen erschien dazu ein Artikel auf scinexx.de, wo diesbezüglich 2 neue Experimente vorgestellt werden:

https://www.scinexx.de/news/physik/ist-die-raumzeit-gequantelt/

Beim ersten geht es um zeitliche Fluktuationen des Gewichts einer Testmasse, im zweiten Experiment soll mit verschränkten Mikrodiamanten eine mögliche Quantelung der Raumzeit untersucht werden. Natürlich sind beide Experimente technisch schwer umsetzbar, aber die daran beteiligten Forscher sind zuversichtlich, sie in absehbarer Zeit realisieren zu können.


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

16.12.2023 um 09:03
Auch auf spektrum.de findet sich ein interessanter Beitrag zum Thema. Hier wird noch einmal der unkonventionelle Charakter der neuen Experimente hervorgehoben. Offenbar versucht Oppenheim erstmals seit langer Zeit die Sache mit der Gravitation wieder "klassisch" anzugehen, anstatt alles zu verquanteln. :D

https://www.spektrum.de/news/eine-weltformel-ohne-quantengravitation/2201277

Immerhin bieten sich damit ganz neue Möglichkeiten was die empirische Überprüfbarkeit angeht, was in solch grundlegenden Fragen immer ein guter Ansatz ist, denn ohne Empirie taugen letztlich die besten Theorien nix.


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

18.12.2023 um 20:26
In einem Kubikzentimeter Planckdichte passt die Milliarden fache Masse des gesamten Universums


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

19.12.2023 um 09:47
Zitat von mark07mark07 schrieb:In einem Kubikzentimeter Planckdichte passt die Milliarden fache Masse des gesamten Universums
Das halte ich für stark untertrieben.


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

28.01.2024 um 19:43
In Quantenfluktuationen können Materie- und Antimaterie-Teilchen Paare alle mit (positiver Energie)entstehen. Unter bestimmten Bedingungen können so auch Teilchen mit negativer Energie entstehen.
Dies sagt die Heisenberg Unschärferelation. Aus. So könnten im LHC Teilchen mit negativer Energie erzeugt werden.


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

29.01.2024 um 10:04
Aber ein ein Teilchen mit negativer Energie ist doch ein Antimaterie-Teilchen, oder nicht?


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

29.01.2024 um 10:21
Zitat von stefan33stefan33 schrieb:Aber ein ein Teilchen mit negativer Energie ist doch ein Antimaterie-Teilchen, oder nicht?
Nein, ist es nicht. Ob es sich um Materie oder Antimaterie handelt, ist einzig von den Ladungen abhängig. Das zugehörige Antiteilchen zum Elektron (negative Ladung) ist ein Positron (positive Ladung). Beide haben eine positive Masse, und damit auch eine positive Energie.

Teilchen mit negativer Energie, also auch negativer Masse, sind bisher noch hypothetisch. Die Quantentheorie lässt solche Teilchen durchaus zu, aber nur für eine begrenzte Zeit an einem begrenzten Ort, und unter bestimmten Bedingungen. Aber ich denke, das wusstest du schon :)

https://pro-physik.de/nachrichten/quanten-vakuum-mit-negativer-energie


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

29.01.2024 um 10:53
Kleine Ergänzung:

Meine Aussage, dass es sich bei möglichen Teilchen mit negativer Energie/Masse um hypothetische Teilchen handelt, basiert auf diesem deutschsprachigen Wikipedia-Beitrag:

Wikipedia: Exotische Materie
Materie mit negativer Energiedichte kann theoretisch zur Erzeugung von Wurmlöchern oder der Realisierung eines Warp-Antriebs dienen[6]. Es gibt allerdings keine Hinweise auf die Existenz solcher Materie. Insbesondere ist Antimaterie kein Beispiel für Materie mit negativer Masse, da auch Antimaterie Masse und damit eine positive Energiedichte hat.
Da meiner Erfahrung nach die meisten deutschsprachigen Wikipedia-Artikel Bullshit sind, habe ich nochmal gegoogelt, und habe tatsächlich Hinweise gefunden, dass derartige Teilchen bereits reproduzierbar erzeugt wurden.

https://www.scinexx.de/news/technik/physiker-erzeugen-negative-masse/

https://www.laborpraxis.vogel.de/weniger-als-nichts-teilchen-mit-negativer-masse-entdeckt-a-520d23dd6bc9226c3fec29497f09827a/

https://www.weltderphysik.de/gebiet/materie/nachrichten/2010/elektronen-mit-negativer-traeger-masse/

Es gibt da noch zahlreiche weitere Veröffentlichungen, aber ich denke diese drei sollten genügen. Mal wieder zeigt sich, dass der deutschsprachigen Wikipedia nicht zu trauen ist.


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

29.01.2024 um 12:56
Aha.

Ich dachte bisher, dass z.B. das Positron ein Loch im Dirac-Meer ist und damit negative Energie hat.
Fällt dann ein Elektron da rein, würde sich das zu Null mitteln.


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

29.01.2024 um 14:39
Zitat von stefan33stefan33 schrieb:Fällt dann ein Elektron da rein, würde sich das zu Null mitteln.
Bei der Paarvernichtung von Elektron und Positron entsteht immer Strahlung, somit landen wir nicht bei Null, es bleibt was übrig.

Unter dem folgenden Link ist das sehr anschaulich dargestellt (Feynmandiagramm der Annihilation)

Wikipedia: Annihilation


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Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

29.01.2024 um 15:41
Stimmt, es mittelt sich nicht zu Null, sondern es wird die doppelte Energie frei, das Elektron fällt von +E zu -E.


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