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Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

256 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Cern, Opera, Neutrinos ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

26.02.2012 um 19:02
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:Verstehe immer noch nicht was du meinst. 100m massives Gestein stellen doch für ein Neutrino kein Hinderniss dar, egal ob das nun künstlich ist oder natürlich.
@kuno7
Aber für den natürlichen Myonenregen, welcher nicht nur aus Neutrinoereignissen resultiert, stellt das ein Hindernis dar. Die künstlichen Neutrinos werden in regelmässigen Abständen mit einer bestimmten Pulssignatur detektiert welche auf ihrer Herstellungsweise beruhen (wie den Protonenpaketen des Synchrotrons des CERN). Wäre der Detektor an der Oberfläche würde das Rauschen der kosmischen Strahlung, die Ereignisse künstlicher Neutrinos überdecken. Unterirdisch ist es aber so "leise", dass man die künstlichen Neutrinoereignisse als solche erkennen kann.

Hier ein Bild eines Neutrinoereignisses aus der kosmischen Strahlung, aufgenommen mit dem OPERA Detektor5wxdmx

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Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

26.02.2012 um 19:06
@Celladoor
>> Wenn ein Neutrino mit einem Proton in Wechselwirkung tritt, wird ein Myon freigesetzt. Dieses Myon erzeugt Cherenkov Strahlung
> Mit der Cherenkov Strahlung kann man die Bahn von elektrisch geladenenen Teilchen feststellen
> - die vom Neutrino nicht
Diese elektrisch geladenen Teilchen durchdringen aber nicht kilometerdickes Gestein. Wieso sollte man sie dann in einem unterirdischen Detektor nachweisen?
Du solltest lesen was du weglöschst. Es ist die Rede von den Teilchen die entstehen weil ein Neutrino _beim Detektor_ in Wechselwirkung tritt.


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Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

26.02.2012 um 19:10
Zitat von zodiac68zodiac68 schrieb:Du solltest lesen was du weglöschst.
Was hab ich gelöscht?


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Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

26.02.2012 um 19:19
@der-Ferengi
Zitat von der-Ferengider-Ferengi schrieb:Die Detektoren sind ja auch in Richtung Erde gerichtet.
D.h., die Neutrinos müssen erst durch die ganze Erde
ehe sie den Detektor erreichen.
Ich glaube eigentlich nicht das man einen Neutrinodetektor in irgent eine Richtung ausrichten kann.
Aber selbst wenn doch, der OPERA-Detektor ist doch in Italien und das CERN in der Schweiz, das ist ja nicht gerade einmal durch die Erde ;-).

mfg
kuno


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26.02.2012 um 19:27
@Celladoor

OK, ich denke ich habe verstanden was du meinst, alles klar.

mfg
kuno


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26.02.2012 um 19:29
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:Ich glaube eigentlich nicht das man einen Neutrinodetektor in irgent eine Richtung ausrichten kann.
Ausrichten nicht im Sinne einer mechanischer Ausrichtung wie bei einem normalen Teleskop. Aber man kann natürlich die geometrische Struktur des Detektors nutzen wie man will. Normalerweise werden beim IceCube Detektor nur Neutrinos detektiert welche von unten (mit der Erde als Schutzschild) kommen. Aber man kann auch die Myonen von oben auswerten und sieht dann z.B. den Mond als Schutzschild der kosmischen Strahlung. Das sieht dann so aus.
osrbpy


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26.02.2012 um 19:30
@Celladoor
Zitat von CelladoorCelladoor schrieb:Was hab ich gelöscht?
Das was ich dann wieder dran gehängt habe, nämlich den Satz:
Zitat von CelladoorCelladoor schrieb:>> Wenn ein Neutrino mit einem Proton in Wechselwirkung tritt, wird ein Myon freigesetzt. Dieses Myon erzeugt Cherenkov Strahlung



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26.02.2012 um 19:32
Zitat von zodiac68zodiac68 schrieb:Das was ich dann wieder dran gehängt habe, nämlich den Satz:
Der Satz steht doch immer noch so da. Keine Ahnung was du meinst.


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Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

26.02.2012 um 19:36
Ich hab einen Link zu einem wunderschönen Dokument gefunden in dem die Sache mit den Neutrinos gut und schnell erklärt wird. Auch die verschiedenen Detektoren die es gibt und wie die funktionieren.

Dummerweise kann ich keinen Link liefern :-(
Aber wer "Neutrino-Detektoren" über google sucht findet als dritter Treffer eine PPT von qgp.uni-muenster.de/... das ist das was ich meine.


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26.02.2012 um 19:39
@Celladoor
Zitat von CelladoorCelladoor schrieb:Der Satz steht doch immer noch so da. Keine Ahnung was du meinst.
In deiner msg von 18:32 fehlt das. Und offensichtlich hattest du es nicht verstanden.


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26.02.2012 um 19:55
@Celladoor
Zitat von CelladoorCelladoor schrieb:... Ausrichten nicht im Sinne einer mechanischer Ausrichtung wie bei einem normalen Teleskop. Aber man kann natürlich die geometrische Struktur des Detektors nutzen wie man will. Normalerweise werden beim IceCube Detektor nur Neutrinos detektiert welche von unten (mit der Erde als Schutzschild) kommen. ...
Ja, so meine ich das !


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26.02.2012 um 19:56
@Celladoor
Zitat von CelladoorCelladoor schrieb:Normalerweise werden beim IceCube Detektor nur Neutrinos detektiert welche von unten (mit der Erde als Schutzschild) kommen. Aber man kann auch die Myonen von oben auswerten und sieht dann z.B. den Mond als Schutzschild der kosmischen Strahlung.
Das bedeutet man wertet nur die Neutrinos die aus einer bestimmten Richtung kommenaus und ale anderen lässt man weg, ok lass ich als "Ausrichtung" gelten. Aber wozu braucht man denn die Erde als Schutzschild, also was ausser einem Neutrino könnte denn 100m (oder mehr) massives Gestein durchdringen.

mfg
kuno


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26.02.2012 um 20:02
@kuno7
Zitat von kuno7kuno7 schrieb:... 100m (oder mehr) massives Gestein durchdringen. ...
Nicht 100m, sondern rund 12'000km massives Gestein.
Weil man dann sicher ist, das aus der Richtung nur Neu-
trinos kommen können.


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26.02.2012 um 20:14
@der-Ferengi
Zitat von der-Ferengider-Ferengi schrieb:Nicht 100m, sondern rund 12'000km massives Gestein.
Weil man dann sicher ist, das aus der Richtung nur Neu-
trinos kommen können.
Meine Frage war, was denn, ausser einem Neutrino, 100m Massives Gestein durchdringt, sodas man die Erde als Schutzschild benötigt.

mfg
kuno


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26.02.2012 um 21:16
@der-Ferengi

kurz noch einmal danke für den Link ^^

Mir ist aber trotzdem noch nicht ganz genau klar geworden wie es denn jetzt sein kann dass Photonen die eine Sekunde lang von diesem Bezugssystem aus, ausgesendet werden, nur in einem Zeitraum innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde beim Astronauten eintreffen - irgend etwas habe ich daran bis jetzt noch immer nicht "wirklich" realisiert - aber ich arbeite daran ^^ :D

vG


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27.02.2012 um 00:57
Zitat von felixmerkfelixmerk schrieb:Mir ist aber trotzdem noch nicht ganz genau klar geworden wie es denn jetzt sein kann dass Photonen die eine Sekunde lang von diesem Bezugssystem aus, ausgesendet werden, nur in einem Zeitraum innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde beim Astronauten eintreffen - irgend etwas habe ich daran bis jetzt noch immer nicht "wirklich" realisiert - aber ich arbeite daran ^^ :D
@felixmerk

Du musst es dir zum Verständnis der Zeitdilatation nicht so schwer machen, mit Lichtsignalen die während einer relativistischen Reise zusätzlich ausgetauscht werden sollen. Das dient im Ansatz nur zur Rettung der Aufrechterhaltung einer Absolutzeit, die es nicht gibt. Bei hohen relativistischen Geschwindigkeiten ist derjenige mit dem sich über Lichtsignale ausgetauscht werden soll, gar nicht mehr vorhanden um etwas auszutauschen.

Um mal ein unkonventionelles Beispiel zu nehmen, stell dir vor du wärst Gärtner. Du weißt von einer bestimmten Art Baum, das diese auf der Erde wie sie eben ist, einen Zeitraum X braucht um vom exakt 1 cm hohen Setzling zu einem Baum von exakt 100 m Höhe heranzuwachsen und dies bei jedem Baum dieser Art exakt die gleiche Zeitspanne benötigt. Welche Zeitspanne X umfasst später. Du hast dann eine Eichung, nicht mehr auf eine Uhr, sondern auf einen Baum.

Du hast ein Raumschiff das in der Lage ist ohne Beschleunigungsphase (technisch nicht möglich, spielt hierbei aber keine Rolle) sich von der Erde mit 0,999c in eine beliebige gerade Richtung zu entfernen. Auf diese Reise nimmst du einen 1cm hohen Setzling mit. Du weißt von deinem inneren "irdischen" Zeiterleben her wie du ungefähr eine Minute abzuzählen hast. 1,2,3 usw bis 120, also nur ca. 2 Mnuten, weil dir die Genauigkeit einer Uhr fehlt. Du fliegst los und zählst bis 120 ab, du kehrst um, zubewegt auf die Erde mit denselben Parametern wie du dich von der Erde wegbewegt hast. Wieder abzählen, bei 120 bist du wieder auf der Erde, wenn du einigermaßen synchron abgezählt hast.

Dabei wirst du folgende Festellungen machen
Erstens du bist 2 mal tot, einmal ohne Beschleunigungsphase zu Lasten des fragilen menschlichen Körpers, was in dem Zusammenhang aber nicht so wichtig ist. Das zweite mal deswegen weil die kosmische Strahlung der du in deinem Raumschiff ausgesetzt wirst zu Gammastrahlung wird, was im Prinzip auch jeder Faselei von Reisen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit die Grundlage entzieht.
Zweitens, dein mitgeführter Setzling ist immer noch 1 cm hoch.
Drittens, du suchst deinen Vergleichsbaum auf den du als 1 cm hohen Setzling vor der Reise verlassen hast und stellst fest das dieser Baum mittlerweile 100 m hoch ist.

Die Zeitspanne X die ein solcher Baum braucht um auf der Erde 100 m hoch zu werden sind 15000 Jahre. Das Lichtgeblinke während der Reise hat sich damit wohl erledigt :)

Was du als gerade Strecke in deinen abgezählten 4 Minuten im Raum als kürzeste Verbindung erlebt hast, ist in der Raumzeit die längste Verbindung.

Das hat aber nichts damit zu tun das die Erde von den Koordinaten so etwas wie eine Eigenzeit hervorbringt, Zeitdilatation gibt es auch hier, Myonen, Teilchenbeschleuniger etc.


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27.02.2012 um 11:50
@Celladoor
mensch @Celladoor einstein hat sich doch so große mühe gemacht, das es nur eine absülute
lichtgeschwindigkeit an allen bezugsystemen gibt und auch der weise user im thread
@ihrunwissenden
hat es versucht allen zu erklären ihr IhrUnwissenden es gibt nur eine lichtgeschwindigkeit auch mit oder ohne tunneleffekt. tschuldigung für die störung Despina.


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27.02.2012 um 16:33
@felixmerk

Das Problem ist sich das Ganze 4-dimensional vorzustellen, da wir uns Dimensionen immer nur räumlich vorstellen. Unbewusst gehen wir dagegen ganz gewohnt damit um. Kleines Beispiel:
Wenn wir uns mit jemandem verabreden machen wir einen Ort und eine Zeit aus. Ohne Zeit wird es aber schwierig (Kennt ja jeder: Samstag nächste Woche ich dachte diese Woche mmh grmmpf ;) ). Wenn wir das physikalisch korrekt machen sagen wir wir treffen uns am Ort [x y z] um die Zeit [t]. Also 4 Angaben sind nötig sonst ist die Gefahr groß das man sich verfehlt. Ein erster Hinweis das unsere Zeit aus 4 Dimensionen besteht.

Aber man kann sich das noch besser überlegen:

Anderes Beispiel sind die Flachländer:

2dim-3dim2

Stellen wir uns vor es gäbe nur zwei Raumdimensionen x und y, dann wäre es unmöglich das 2 Leute am Ort x = 2 und y = 0 stehen (Bild 1). Für die Flachländer geht das einfach nicht. Wenn sie aber herausfinden das es doch irgendwie geht, dann muss es eine dritte Dimension geben und für uns ist das auch nachvollziehbar (Bild 2).

Beliebig viele Leute könne auf x=2 y=0 stehen, der eine ist dann eben auf den Koordinaten x = 2 y = 0 z = 0, der andere auf x = 2 y = 0 z = 1.
Und genau das kennen wir ja auch: Beliebig viele Leute können auf demselben Kinoplatz sitzen, nur eben "nicht" gleichzeitig. Das heißt, wir bekommen zu den Koordinaten x, y, z noch die Koordinate t hinzu. Steht der eine auf x=2 y=0 z=0 kann der andere das auch, nur muss bei ihm dann die Koordinate t dann anders sein z.B. t = 5 --> 1 steht bei x= 2 y=0 z = 0 t=0 hat der andere
eben x=2 y=0 z=0 t=1. Also es gibt 4 Dimensionen.

Das einzige was sich jetzt etwas schwieriger vorzustellen ist, dass Raum und Zeit dasselbe sind, die sogenannte 4-dimensionale Raumzeit. Einstein hat jetzt nur gesagt wir bewegen uns mit konstanter Geschwindigkeit durch diese Raumzeit, nämlich mit c.
Leider ist das im Alltäglichen etwas schwer nachzuvollziehen da wir Geschwindigkeit immer nur auf die Raumdimension x,y,z bezogen sehen. Daher jetzt dieses Schaubild:

v0zg4O 4-dim Raumzeit

Der einfach halt halber sind hier die Dimensionen y und z weggelassen. Aber zweidimensional reicht auch. Kurze Erklärung zu den Farben.
Sich selber sieht man immer im Raum stehen. Was heißt das: Für dich vergeht die Zeit immer gleich schnell. Das heißt du selber sitzt immer auf der roten Linie und bewegst dich mit c durch die Dimension Zeit. (Man kann sich das gut vorstellen: Man kann zu sich selber keine Geschwindigkeit im Raum messen. Man kann immer nur sagen ich bewege mich mit x km/h zu irgendetwas. Wenn man die Augen zumacht und keinerlei Kraft spürt, kann man unmöglich sagen man bewegt sich mit irgendeiner Geschwindigkeit oder in irgendeine Richtung)

Jemand der sich relativ zu dir bewegt wechselt, für dich den Ort. Das was wir alltagsprachlich als Geschwindigkeit einem Objekt zuordnen ist somit die güne Linie (parallel zur Dimension x). Da sich aber jeder immer mit konstanter Geschwindigkeit c durch die Raumzeit bewegt sieht man, dass dessen Geschwindigkeit für uns in der Zeitdimension verlangsamt ist (blaue Linie). Dazu nun die Beispiele:

Geschwindigkeiten in der Dimension Zeit: rote + blaue Linie
Geschwindigkeiten in der Dimension Raum x: grüne Linie

Du siehtst nun jemanden an die vorbeifliegen. Dafür die 5 Beispiele:
(die vertikale rote Linie ist deine Zeitgeschwindigkeit)

1. Derjenige steht relativ zu dir. D.h die Bewegung über den Ort ist 0 (grüne Linie ist 0). Seine Zeit siehst du genauso schnell vergehen wie deine. Seine blaue Linie ist genau gleich lang wie die rote.
2. Du siehtst jemanden mit geringer Geschwindigkeit an dir vorbeifliegen (kurze grüne Linie). Seine Zeit (blaue Linie) siehst du etwas langsamer vergehen als deine (blau ist etwas kürzer als deine senkrechte rote Linie)
3. Jetzt fliegt der andere schon mit ordentlicher Geschwindigkeit an dir vorbei (grüne Linie wird länger). Dafür siehst du seine Zeit immer langsamer vergehen. Blaue Linie ist wesentlich kürzer als deine rote vertikale Zeitlinie
4. Der andere nähert sich der Lichtgeschwindigkeit in der Dimension x (grüne Linie wird annähernd so lang wie die rote.) Dafür wird die blaue umso kürzer.
Du siehst denjenigen zwar nun richtig schnell an dir vorbeifliegen auf der x-Achse, dafür siehst du aber seine Zeit richtig langsam vergehen (Die blaue Linie ist nun wesentlich kürzer als deine rote senkrechte)
5. Wäre es möglich jemanden auf LG zu beschleunigen hätten wir Fall 5 (grüne Linie gleich lang wie die rote Linie). Das Problem ist nun für dich verschwindet die blaue Linie. Du würdest feststellen bei ihm steht die Zeit still( blaue Line = 0). Das witzige er würde dasselbe von dir behaupten.

Ich hoffe das mach es etwas verständlicher. Mir hat dieses Diagramm sehr geholfen.


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Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

27.02.2012 um 18:34
@Zhannon
@mojorisin

danke "vorab" für die ausführliche Erklärung ^^ ich hoffe @Celladoor ist damit auch einverstanden dass die Diskussion über die RT jetzt hier mit reingerutscht ist - nach meiner Meinung ist dass aber auch nicht weiter tragisch weil das Thema ja ohnehin direkt mit der Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos zusammenhängen kann - es wäre ja irgendwie auch ungünstig gewesen wenn man einen Diskussionsverlauf durch einen Threadwechsel auseinander nimmt ^^

Wenn jetzt alles 100 prozentig mit der RT in Ordnung ist dürften die Neutrinos ja auch nicht schneller als das Licht sein ... :)

@mojorisin
ich schau mir die Diagramme noch ganz genau an - so grob und ungefähr glaube ich auch schon verstanden zu haben wie Einstein seine RT hergeleitet hat .... ich schätze so schnell kann auch niemand ernsthaft behaupten das ihm das alles wirklich einleuchtet und dass er bei bei der Sache den vollen Durchblick hat ......^^


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Erklärung für überlichtschnelle Neutrinos gefunden?

27.02.2012 um 19:56
Zitat von felixmerkfelixmerk schrieb:ich hoffe @Celladoor ist damit auch einverstanden dass die Diskussion über die RT jetzt hier mit reingerutscht ist
Kein Problem.

Um trotzdem auf das Thema zurückzukommen, hier ein sehr ausführliches Interview mit der Leiterin der deutschen Forschungsgruppe um OPERA.

http://m.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/interview-ueber-die-moeglichen-fehlerquellen-messfehler-koennten-ueberlichtgeschwindigkeit-erklaeren-11660876.html


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