Superluminales Tunneln

na ja, nicht zufall. mein tutor hats wohl genau von der seite genommen, der faulesack!
*g*

er hatte es ja auch zusammengefasst.

egal, danke trotzdem!

da kann dann jeder auch gleich das ganze nachlesen mit den quellenverzeichnissen derversuchsautoren etc. ist ganz interessant...

wohl genau von der seite genommen, der faule sack!

lol, naja..Wissenscheint eben doch manchmal zu heißen wissen wo's steht.

ja, aber im grunde auch nicht verwunderlich. wozu soll er das rad neu erfinden, wenns daschon zusammengefasst steht...

So wie ich es verstanden habe gibt es doch bei der Kernfusion eine Potentialbarriere,die aber nur eine gewisse Breite hat.
Zuerst müssen die Protonen die elmagn.Abstossungskraft überwinden, wenn sie nahe genug aneinander sind überwiegt irgendwann diestarke Kernkraft und von da an verschmelzen sie von selbst.
Könnte jetzt eine sehrgroße Ortsunschärfe nicht die Chancen erhöhen, dass diese Potentialbarriere mithilfe derUnschärfe überwunden werden kann?
D.h auf einmal befördert die Unschärfe das Protonhinter die Barriere und zack! verschmelzen sie.


hallo lageramt,

ich erkläre dir den tunneleffekt mal etwas anschaulicher am beispiel desalphazerfalls radioaktiver atomkerne und wie sich damit die grossen unterschiede derhalbwertszeiten erklären lassen. vielleicht wirds dann etwas verständlicher.


also, bei dem ganzen werden ja vom atomkern alphateilchen emittiert (keliumkerne),bestehend aus zwei protonen und zwei neutronen. je geringer nun die energie eines solchenalphateilchens ist, umso größer ist normalerweise die halbwertszeit des kerns. beinatürlichen radioaktiven quellen hast du für alphateilchen eine energie zwischen 4MeV und7MeV und eine halbwertszeit von 10^-5 sekunden bis hin zu 10^10 jahren.

georgegamow hat dazu 1928 eine theorie entwickelt:

also, er nahm für den radioaktivenkern einen rechteckigen potentialverlauf an, der ein alphateilchen enthält. direktausserhalb dieses "kastens" wird nun das alphateilchen mit seiner ladung +2e vom kern mitder restladung +Ze abgestoßen. diese kraft des abstoßes definiert sich vomcoulombpotential. das heisst, es gilt:

E (pot) = + 1/4pi έ 0 2e Ze/r

die energie E ist die gemessene kinetische energie des emittierten alphateilchens, dain großem abstand zum kern die potentielle energie = 0 ist.

wenn sich nun imradioaktiven kern so ein alphateilchen gebildet hat, dann bewegt es sich hin und her undes stößt dabei immer wieder gegen die "barriere" beim kernradius rK. jedesmal wenn dasalphateilchen gegen die barriere stößt, besteht eine geringe wahrscheinlichkeit, dass esdie barriere durchdringt (also durchtunnelt) und ausserhalb erscheint. wenn die energie Eein kleines bisschen zunimmt, dann verringert sich auch die relative höhe [E (pot) - E]der barriere und die breite. weil nun die wahrscheinlichkeit der transmission davonabhängt, wie breit und hoch die barriere ist, bedeutet dies, dass eine kleine zunahme vonE zu einem anstieg der wahrscheinlichkeit des tunnelns führt und somit verkürzt sich dielebensdauer!

somit kann man hier die beziehung der halbwertszeit abhängig vonder energie E aufstellen. dazu wurden dann auch experimente gemacht, die das bestätigthaben.


man kann dieses durchtunneln durch potentialbarrieren auch sehr gutverdeutlichen, wenn man sich das durchdringen von wellenpaketen (licht) bei zwei prismenanschaut (es gibt dazu experimente mit einem laserstrahl und zwei 45° prismen). dasbedeutet auch, dass es sich nicht nur auf quantenmechanische effekte beschränkt.

(keliumkerne) soll natürlich (Heliumkerne) heissen....

@rocket: Danke für die Erklärung. Ich muss schon zugeben dass Tunneln mir ein weniganderst vorgestellt zu haben als es in dem Post rauskam. Das scheint wohl doch nurerklärbar zu sein unter der Berücksichtigung der Wellennatur der "Teichen".

nun, es gibt das tunneln durch supraleiter und die tunneleffekte in der natur, das sinddefinitionstechnisch unterschiedliche begriff auf den ersten blick. man muss es zuunterscheiden wissen, aber das thema ist auch relativ komplex, zugegebener maßen. ;)

*rocketfinger: ich denke dass es für deinen geist etwas zu kompliziert ist! sorry

@rocketfinger

"ja, aber im grunde auch nicht verwunderlich. wozu soll er das radneu erfinden, wenns da schon zusammengefasst steht..."

Was, wenn das Rad Fehlerin der Konstruktion aufweist und ständig kaputt geht?



So hübsch undeinleuchtend die Erläuterung des Nimtzexperiment auf dem ersten Blick auch ist, handeltes sich schlussendlich aber doch nur um eine Interpretation der Überlichtgeschwindigkeit.Wie wäre es mit dem Subraum als Interpretation, um genauer zu sein dem AdS-Raum? Was istdeine Meinung dazu. :)

So hübsch und einleuchtend die Erläuterung des Nimtzexperiment auf dem ersten Blickauch ist, handelt es sich schlussendlich aber doch nur um eine Interpretation derÜberlichtgeschwindigkeit.


ich verstehe deinen beitrag nicht. ich habedoch recht ausführlich dargestellt, um was es beim tunneleffekt geht. was hat das mitinterpretationen einer utopischen überlichtgeschwindigkeit zu tun? oder verstehe ich dichgerade falsch?

Anscheinend. Ich habe mich nicht besonders geschickt ausgedrückt, dass muss ich zugeben.

Aber vielleicht könntest du noch mal auf diese von dir erwähnten "zeitlosen"Räume eingehen. Das interessiert mich sehr.

Rocketfingers Ausführungen sind vollkommen korrekt, aber mein Lieblingsbeispiel für dieAuswirkungen des Tunnelphänomens wurde nicht erwähnt (oder hab ichs überlesen?).

Lange Zeit konnte man sich die "niedrigen" Temperaturen der Sterne nicht richtigerklären. Man wusste welche Temperaturen zur Kernfusion nötig waren und konnte auch dieOberflächentemperatur daraus abschätzen. Leider kamen Werte heraus, die viel zu hochwaren, bis man das Tunnelphänomen in den Gleichungen berücksichtigt hat.

Indiesem Falle ergaben sich Zentraltemperaturen, die um mehrere Mio. Grad kleiner waren alsdie vorher berechneten Werte. Und auch die Schätzungen für die Oberflächentemperaturenlagen nun in der richtigen Größenordnung. Die exakten Werte für die Zentraltemperaturenwird man erst ermitteln können wenn die Neutrino-Detektoren eine bessere Absorptionsrateerreichen. Aber trotzdem kann man mit ziemlicher Sicherheit sagen, das das Tunneln fürdas Verstehen und Beschreiben der Sterne unverzichtbar st!

nun, zu den zeitlosen räumen gibt es eine sehr umfassende ausführung und definition. dasjetzt alles hier hinzuschreiben, ist ziemlich aufwendig und würde mich paar stundenkosten. es sind dabei diverse aspekte zu beachten, z.B. tunnelzeit,tunnelgeschwindigkeit, photonische tunnelstrukturen, das "viertel-wellenlängen-gitter"etc.

ich kann dazu gerne genaueres schreiben, aber das dann in den nächstentagen. ich hab nebenbei noch bisschen was anderes zu tun. ;)

um eszusammenfassend anzudeuten, was das thema betrifft:

analysiert man daten vonverschiedenen experimenten, u.a. auch das nimtz experiment, so haben physikerfestgestellt, dass es allen anscheins nach diese sogenannten räume ohne zeit tatsächlichgibt. thomas hartmann war es, der in den 60ern mittels der quantenmechanik eine solchevorhersage gemacht hat. der theorie (und auch dem experiment nach) vergeht im tunnelselbst, also in der zeit, in der das signal den tunnel passiert, "keine zeit" !! dasheisst auch, dass die tunnelzeit nicht von der länge des tunnels abhängt. wennbeispielsweise die länge des tunnels verdoppelt wird, dann verändert sich zwar diesignalstärke (es wird schwächer), aber die zeit bleibt gleich (in diesem sinneformuliert).

das bedeutet, dass, aufgrund der "zeitlosigkeit" im tunnel, eingetunneltes teilchen unendlich schnell ist. ein teilchen oder ein photon verliert nurzeit am anfang des tunnels, nicht im tunnel selbst. der zeitverlust ist somit konstantund unabhängig von der tunnellänge. das impliziert, dass eine zunahme der tunnellängeeinen proportionalen zuwachs der tunnelgeschwindigkeit bedeutet (geschwindigkeit ist jabekanntermaßen weg x zeit).

das ganze thema ist im grunde eine diskussion umquantenmechanische effekte im makroskopischen bereich. und genauso wichtig ist diediskussion der "kausalität" im zusammenhang des tunnelns.

im grunde sind dieentdeckungen als ziemlich kritisch anzusehen, da sie in starkem widerspruch zurkausalität stehen. es gibt ja beispielsweise die aussage, dass bei rechnungen mitüberlichtgeschwindigkeit und unter gewissen bedingungen ein vertauschen von ursache undwirkung möglich ist. also im grunde, könnte ein beobachter die wirkung schon vor derursache sehen, um es einfach zu formulieren.

was von den theorien zu haltenist, baut auf verschiedenen interpretationen auf. genauso wurde das tunneln gut erklärtdurch den beweis der eben "nicht" überlichtschnellen übertragung, sondern durch einesignalverschiebung.


interessant sind natürlich natürliche effekt bzw.abläufe, die mit dem tunneleffekt erklärt werden können. wie es "aboutblank" auchbeispielsweise beschrieben hat.

ebenso wichtig in dem ganzen ist auch dieunschärferelation, die eigentlich als ursache des tunneleffekts gilt.

interessant sind natürlich natürliche effekt bzw. abläufe...

ein"natürlich" zu viel.

Ein kleine Frage hab ich noch. Du hast geschrieben:

"Im grunde sind dieentdeckungen als ziemlich kritisch anzusehen, da sie in starkem widerspruch zurkausalität stehen. es gibt ja beispielsweise die aussage, dass bei rechnungen mitüberlichtgeschwindigkeit und unter gewissen bedingungen ein vertauschen von ursache undwirkung möglich ist. also im grunde, könnte ein beobachter die wirkung schon vor derursache sehen, um es einfach zu formulieren."

Ist das überhaupt einKausalitätsbruch wenn man die die Wirkung noch vor der Ursache wahrnimmt? Es bedeutet janicht, das die Ursache tatsächlich später als die Wirkung stattgefunden hat, es bedeutetja nur, das die Information der Wirkung mich schneller als die Information der Ursacheerreicht hat.

Wo ist mein Denkfehler? Es ist die Annahme, das die Informationder Wirkung schneller da sein kann als die Information der Ursache?

nun ja, das basiert auf den hintergründen der klassischen mechanik und den veränderungendurch die relativitätstheorie.

laut RT gibt es ja keine fernwirkung. d.h., dassjedes signal sich immer mit endlicher zeit ausbreitet. damit es an einer anderen stelleeine wirkung ausübt. da als maximale geschwindigkeit die lichtgeschwindigkeit gilt, mitder sich ein signal ausbreiten kann, kann man die raumzeit zu jedem ereignis in 4 kausalunabhängige gebiete aufteilen. also, innerhalb des lichtkegels sind das "zukunft" und"vergangenheit" (also jeweils die gebiete, in denen das ereignis wirken kann oder seineursache hat), ausserhalb des lichtkegels sind es die raumartigen gebiete, die vomereignis aus gesehen kausal unabhängig sind.

die mikrowelt hat es da im grundenoch schlimmer, weil ereignisse raumzeitlich nicht mehr lokalisierbar sind, zumindest istdas nicht mehr gewährleistet. somit hast du bei weit entfernten orten beispielsweisequanteninterferenzen. aber statisch lässt sich das problem lösen, nämlich indem man einmittel errechnet, also sind dann quantenereignisse auch wieder kausal.

diskussionen über kausalität sind immer hochspannend aber auch sehr anspruchsvoll. ichkann morgen gerne etwas mehr dazu schreiben, vor allem aus sichtweise derrelativitätstheorie. dazu gibt es sehr interessante aspekte. und im grunde hat es auchsehr viel mit dem topic zu tun, da sich das tunneln auch darauf teils begründet.

Tja Rocketfinger, soweit gut, aber erkläre mal, wie das mit einem Lichtstrahlfunktioniert, der nicht auf eine Barriere trifft, sondern durch ein hohles Rohr geschicktwird, das er nicht berührt. Auch dort wird eine Beschleunigung erreicht, Stand 1983 +10%,das hat mit dem erklärten nichts mehr zu tun, oder.

mfg obi

@rocketfinger

Kleine Idee nur am Rande, wie wäre es die Kausalität bei derBetrachtung einfach wegzulassen, sie macht nur Probleme wo keine sind. Ansonsten ist mirdie Beschreibung des "leeren" Raum äußerst sympathisch und es deckt sich mit meinenVorstellungen, bzw. das was ich mir dazu bis jetzt gedacht habe. ;)

Ich binschon neugierig darauf wie deine Ausführungen weitergehen. :)