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Was passiert wenn man seine Hand in den Strahl des LHC steckt?

Von / 22. September 2010 / 42 Kommentare
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Über die Videoreihe Sixyt Symbols habe ich hier schon öfter berichtet und immer wieder einige der interessante Videos vorgestellt. Nun sind zwei Videos erschienen, in denen Fragen der Zuseher beantwortet werden – unter anderem auch die aus dem Titel dieses Beitrags. Sehr sehenswert! Besonders interessant im ersten Teil ist zum Beispiel die Antwort der Forscher auf die Frage, was sie am meisten nervt…


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Kommentare (42)

  1. #1 Lars Fischer
    22. September 2010

    Wenn man seine Hand in den LHC steckt, wird man vom Vakuum in eine sehr dünne Röhre geschlürft und die Techniker brauchen Wochen, um die Sauerei wieder wegzumachen…

  2. #2 Karl Mistelberger
    22. September 2010

    Streng genommen ist das hier keine Antwort auf die Frage, allerdings wird hier die Vorstellungskraft doch besser als im Video gefördert: https://www.lhc-facts.ch/index.php?page=beamdump

  3. #3 Florian Freistetter
    22. September 2010

    Ach ja, fast hätte ichs vergessen. Es hat ja tatsächlich schonmal jemand seinen Kopf in nen Protonenstrahl gesteckt (danke physikBlog fürs erinnern): https://en.wikipedia.org/wiki/Anatoli_Bugorski

    The left half of Bugorski’s face swelled up beyond recognition, and over the next several days started peeling off, showing the path that the proton beam (moving near the speed of light) had burned through parts of his face, his bone, and the brain tissue underneath. As it was believed that about 5 to 6 grays is enough to kill a person, Bugorski was taken to a clinic in Moscow where the doctors could observe his expected demise. However, Bugorski survived and even completed his Ph.D.[3] There was virtually no damage to his intellectual capacity, but the fatigue of mental work increased markedly.[2] Bugorski completely lost hearing in the left ear and only a constant, unpleasant internal noise remained. The left half of his face was paralyzed, due to the destruction of nerves.[1] He is able to function perfectly well, save the fact that he has occasional absence seizures and rare tonic-clonic seizures.

    Naja – muss man nicht unbedingt haben…

  4. #4 Bullet
    22. September 2010

    ouh. Klingt ziemlich ungemütlich.

  5. #5 AndreasM
    22. September 2010

    Da das LHC noch etwa 100 mal stärker ist, wird sich also wohl ein ziemliches Loch in der Hand ergeben, aber die Überlebenschancen stehen wahrscheinlich gar nicht mal so schlecht.
    Erinnert an Strahlenkanonen aus Science-Fiction-Romanen.

  6. #6 frantischek
    22. September 2010

    Hab in irgendeiner Doku über den LHC einen Versuch mit geringer Leistung an keineahnungwievielen gestapelten Stahlplatten gesehen, da war ein ziiiieemlich tiefes Loch drin.

    Und vielleicht auch noch zu erwähnen ist der meterlange Graphitblock und die 750t Eisenblöcke die im Notfall den Strahl auffangen und dabei schlagartig auf ca. 800°C erhitzt werden.

  7. #7 frantischek
    22. September 2010

    Habs gefunden: ca. 100stk. 2mm dicker Platten wurden beim Versuch durchschlagen.

  8. #8 adenosine
    22. September 2010

    Was hat denn so ein Paket in KWh?

  9. #9 AndreasM
    22. September 2010

    Die Gesamtenergie pro Protonenstrahl und höchster LHC Energie beträgt ca. 350 Megajoule, also etwa 100KWh.

  10. #10 Bullet
    22. September 2010

    Das ist etwa der Stromverbrauch, den ich in meiner Wohnung in 22 Tagen generiere.

    Gretchenfrage: wieviel Energie wird verbraten, um den Strahl auf Kurs zu halten? ^^

  11. #11 Dö
    22. September 2010

    Gibt es eigentlich Anti-Photonen?

  12. #12 Bullet
    22. September 2010

    Jep. Antiphotonen haben allerdings dieselben Eigenschaften wie Pro-Photonen.

    Stell dir Antiteilchen als Spiegelbilder vor. Photonen nun sind Elementarteilchen, die kugelförmig sind. Das Spiegelbild einer Kugel ist …?

  13. #13 AndreasM
    22. September 2010

    @Bullet:
    LHC-Speicherring: 120 MW
    Experimente: 22 MW
    Kühlsystem: 27.5 MW

    (Quelle: https://www.lhc-facts.ch/index.php?page=parameter )

  14. #14 Dö
    22. September 2010

    Das heißt, wenn ein Lichtstrahl und ein Anti-Lichtstrahl zusammentreffen (was vermutlich recht schwierig wird, da die beiden ja recht klein sind; üben sie eigentlich Kräfte aufeinander aus?), annihilieren sich beide und es wird Gammastrahlung abgegeben?

    Noch extremer: Könnten wir in einer Welt voller Antilicht leben, vorausgesetzt es gäbe kein normales Licht, sodass sich die beiden annihilieren würden?

  15. #15 Bullet
    22. September 2010

    Ähm, Dö, du hast das nicht verstanden: Licht und Antilicht sind dasselbe.
    Und die Vorstellung, daß sich Photonen und Antiphotonen gegenseitig annihilieren, um dabei (Gamma-)Photonen freizusetzen, ist auch … seltsam.
    Nochmal:
    Photonen und Antiphotonen sind IDENTISCH. Das Photon ist sein eigenes Antiteilchen. So wie die Ableitung von e^x eben auch e^x ist.

  16. #16 Bullet
    22. September 2010

    @AndreasM: danke. Das ist dann geringfügig mehr als meine Stromrechnung.

  17. #17 Dö
    22. September 2010

    Ich dachts mir schon, mich haben dann nur “dieselben Eigenschaften” etwas verwirrt, aber vielen Dank für die Erläuterung!

  18. #18 PaulLinus
    22. September 2010

    @Bullet

    Hallo und guten Abend,

    eine Frage habe ich zur “Heuristik” des Antiteilchens.

    “Das Photon ist sein eigenes Antiteilchen.” Besagt dies nicht, daß das Photon an sich gar kein Antiteilchen hat? In dem Sinne, daß ein Antiteilchen gegenüber einem Teilchen qua definition ausgezeichnet sein sollte, was beim Photon (abgesehen von der Phase) nicht zutrifft?

  19. #19 Korund
    22. September 2010

    Davon, dass es wirklich zu katastrophalen Auswirkungen kommt, wenn man seine Hand in den Strahl steckt bin ich nicht so ganz überzeugt. Das bedeutet jetzt jedoch nicht, dass ich es ausprobieren würde, wenn die praktischen Probleme, wie die um das Vakuum gelöst wären. Bei den oben erwähnten Stahlplatten und dem Graphitblock geht es imho darum die gesamte Energie umzusetzen, dies will und kann ich mit einer Hand nicht.

    Ich denke mir das eher so, dass diese Energie ja auf einen sehr kleinen Punkt auf der Handfläche konzentriert ist. Die “ersten” Protonen würden dann Ihre Energie an das Gewebe abgeben, das schlagartig verdampft, oder besser ionisiert wird. Dieses Plasma sollte sich dann mit dem Strahl weiterbewegen. Die “folgenden” Protonen sollten dann nichts mehr vorfinden mit dem sie Wechselwirken können und ohne Energieabgabe weiterfliegen. Wenn das stimmt, so wäre die Folge nur ein kleines Loch von einigen µm Durchmesser und ein kleiner elektrischer Schlag. Und so ein kleines Loch sollte das Gewebe der Hand eigentlich problemlos verkraften.

  20. #20 Schlotti
    23. September 2010

    @Korund:

    Wenn wir schon mal spaßeshalber ein wenig spekulieren wollen:

    Ich denke mir das eher so, dass diese Energie ja auf einen sehr kleinen Punkt auf der Handfläche konzentriert ist. Die “ersten” Protonen würden dann Ihre Energie an das Gewebe abgeben, das schlagartig verdampft, oder besser ionisiert wird. Dieses Plasma sollte sich dann mit dem Strahl weiterbewegen. Die “folgenden” Protonen sollten dann nichts mehr vorfinden mit dem sie Wechselwirken können und ohne Energieabgabe weiterfliegen

    Bei deinem Beispiel drängt sich das Bild eines Schweißbrenners auf, mit dem ein Loch in ein Stück Blech gebrannt wird. Bei einem Schweißbrenner ist es wohl in der Tat so, dass die Flamme keine weiteren wesentlichen Auswirkungen hat, sobald das Loch im Blech einmal da ist und die Flamme dann sozusagen ohne Widerstand “durchgeht”.

    Bei dem Protonenstrahl des LHC sieht die Sache aber doch wohl ein wenig anders aus (selbstverständlich handelt es sich tatsächlich um sehr viele Protonenpakete, die in zwei Röhren gegenläufig unterwegs sind, was hier jedoch keine Rolle spielt).

    Es geht doch wohl darum, ob ein (positiv geladenes) Proton ein anderes (ebenfalls poitiv geladenes) Proton deiner Hand treffen kann. Beide Protonen sind schließlich gleich geladen und stoßen sich also eigentlich ab!

    Wenn man Kollisionen zwischen gleichgeladenen Teilchen erzwingen will, müssen den beteiligten Teilchen enorm hohe Energien “mitgegeben” werden, um die Abstoßung der Teilchen untereinander zu überwinden. Dies wird im LHC aus diesem Grunde genau so gemacht.

    Im LHC treffen Protonenpakete aufeinander, die entgegengesetzt mit gleicher Geschwindigkeit aufeinanderknallen (in den Detektoren). Die “Kollisionsprodukte” werden also nicht in Richtung eines der Protonenpakete beschleunigt. Ähnlich wie auch zwei gleichschwere Autos bei einem frontalen Aufprall nicht in eine der Fahrtrichtungen beschleunigt werden, sondern die gesamte Aufprallenergie sozusagen an Ort und Stelle “verbraten” müssen. Diese Energie (Wärme) wird in den dafür gebauten Detektoren gezielt abgeleitet.

    Hält man nun seine (ruhende) Hand in einen solchen Protonenstrahl und es finden Kollisionen mit Protonen der Hand statt, so werden die dabei entstehenden Kollisionsprodukte auf jeden Fall knapp den halben Impuls des heranfliegenden Protons mitkriegen. Also auch weiterhin recht energiereich innerhalb der Hand unterwegs sein und weiteren Schaden anrichten. Dieser “Schaden” wird sich, denke ich, in Form von Wärme manifestieren. Diese Wärme wird der Hand wohl nicht gut tun.

    Fazit dieser amüsanten, laienhaften Spekulation:

    Ich möchte das nicht unbedingt ausprobieren.

    (Frei nach dem Motto: Besser einen Moment lang feige, als ein Leben lang tot.)

    😉

  21. #21 Bullet
    23. September 2010

    @PaulLinus:
    Hoi. 🙂

    Besagt dies nicht, daß das Photon an sich gar kein Antiteilchen hat? In dem Sinne, daß ein Antiteilchen gegenüber einem Teilchen qua definition ausgezeichnet sein sollte, was beim Photon (abgesehen von der Phase) nicht zutrifft?

    In diesem Sinne ist das korrekt. (So weit ich mich erinnere, wird bei einem Antiteilchen immer mindestens ein Parameter mit umgedrehten Vorzeichen versorgt – ich schwimme da auf dünnem Eis – aber beim Photon stehen alle diese Parameter auf 0. Ich würd da Jörg Rings fragen, wenn du mir die Zeit gibst.)

  22. #22 rolak
    23. September 2010

    Das Photon ist es selber (⇒src).

  23. #23 Alexander
    23. September 2010

    Es gibt kein Antilicht, nicht mal theoretisch, höchstens in irgendwelchen Folgen von Deep Space 9 oder Stargate ;-). Es gibt auch keinen Anti-Elektromagnetismus. Der Elektromagnetismus (genauer die QED) wirkt auf Antiteilchen genauso wie auf Teilchen, und zwar mit denselben Austauschteilchen, mit (virtuellen) Photonen.
    Wer sich mehr dafür interessiert lese hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Antiteilchen

  24. #24 AndreasM
    23. September 2010

    @Schlotti:
    Als Primärwirkung wird ja ein recht enger, weitestgehend zylindrischer Bereich der Hand getroffen. Sobald dieser Bereich leergeräumt ist, kommt es zu keinen weiteren Interaktionen mit dem Strahl.
    Aber bei dieser Primärinteraktion “entstehen” Teilchen, deren Ausrichtung jetzt nicht mehr so strahlförmig ist. Ich vermute mal, sie würden sich kegelförmig ausbreiten, wobei die grösste Energie und Wahrscheinlichkeit in Strahlrichtung ist.
    Dieser Bereich wird dann durch Sekundärinteraktionen geschädigt. Weitere Interaktionen weiten den Kegel dann gegenüber dem Ende aus.
    Zuletzt werden dann die vielen Teilchen auf hohen Energieniveaus nach Abklingen der Primärinteraktionen miteinander reagieren und massiv Hitze abgeben.

    Die Frage an der Stelle ist halt, wieviel dieser Hitze sofort durch Verdampfung wieder abgegeben wird und wieviel tatsächlich an das umgebende Gewebe weitergeleitet wird.
    Man kann aber wohl annehmen, dass ein grösserer Bereich um den erweiterten Kegel massivste Verbrennungen erleidet.

  25. #25 PaulLinus
    23. September 2010

    @Bullet:

    Hallo aus dem Ruhrgebiet. Danke für die Antwort. Ja, beim Photon ist es offenbar so, wie auch aus der Quelle von @rolak hervorgeht, daß “sämtliche additiven Quantenzahlen des Teilchens Null” sind, so daß dies Teilchen “sein eigenes Antiteilchen” ist.

    Ich bin Biophysiker und daher nicht so vertraut mit der Teilchenphysik, aber ich nehme trotzdem (mutig) an, es macht physikalisch und logisch einen Unterschied, ob ich -1 + 1 (Annihilation => Effekt) addiere oder Null + Null (kein was-auch-immer Effekt).
    Ich habe daher bewußt nach der Heuristik gefragt, weil mir die Logik der Systematik nicht wirklich einleuchtet und ich nicht weiß, inwieweit hier theoretische Konzepte betroffen sind. Falls Du Jörg Rings was lucides entlocken kannst, wäre es mir ein Vergnügen, davon zu hören.

  26. #26 Bjoern
    23. September 2010

    @PaulLinus:

    Ich bin Biophysiker und daher nicht so vertraut mit der Teilchenphysik, aber ich nehme trotzdem (mutig) an, es macht physikalisch und logisch einen Unterschied, ob ich -1 + 1 (Annihilation => Effekt) addiere oder Null + Null (kein was-auch-immer Effekt).

    Ich bin Teilchenphysiker – und kann deine Annahme mit einem klaren “Jein” beantworten. 😉

    Photonen annihilieren sich tatsächlich nicht gegenseitig – zumindest nicht direkt. Was aber möglich ist, ist folgendes: aus einem der Photonen entsteht ein virtuelles Teilchen-Antiteilchen-Paar (z. B. Elektron und Positron); das andere Photon streut an diesem Paar; und schließlich verschwindet das Paar wieder. Das ganze nennt man “Photon-Photon-Streuung” (weil man als Endergebnis aus zwei Photonen wieder zwei Photonen erhält, aber mit geänderten Energien und Impulsen) – aber man könnte mit gewisser Berechtigung auch sagen, da annihilieren sich zwei Photonen, und zwei neue entstehen.

    Und bei den Gluonen (die wie die Photonen ihre eigenen Antiteilchen sind und für die praktisch alle relevanten Quantenzahlen auch gleich Null sind – außer die Farbladung, und die ist da der springende Punkt) geht’s sogar direkt: zwei Gluonen können zu einem “verschmelzen” (auch da könnte man sagen: zwei Gluonen annihilieren zu einem Gluon), und sie können auch direkt aneinander streuen, ohne Teilchen-Antiteilchen-Paar zur Hilfe (und auch da könnte man sagen: zwei Gluonen annihilieren, und es entstehen zwei neue Gluonen).

    So, habe ich dich jetzt endgültig verwirrt? 😉

  27. #27 PaulLinus
    23. September 2010

    @Bjoern

    Hallo Bjoern,

    ja, danke, das ist sehr schön verwirrend, zumal Du die Konvention der Virtualität gewisser Teilchen-Antiteilchen-Paare erwähnst.

    Wenn ich das richtig verstanden habe, ist das ähnlich beim Tunneleffekt: die Unschärfe ist groß genug, daß es hier, während des Vorgangs der Streuung (vulgo quasi-Kollision) zweier Photonen, zur virtuellen Paar-Bildung Elektron-Positron kommen kann, zu einem diskreten (Phasen-) Übergang, temporär forciert durch extreme Umstände bzgl. des Abstands (Nähe), mit der Folge der Emission zweier frischgebackener Photonen bei der folgenden Relaxation.

    Das wirft eine Frage auf. Was versteht ein Teilchenphysiker phänomenologisch unter virtuell? Wenn ein virtuelles Paar zwar als Wirkung in Erscheinung tritt, aber nicht als Paar zweier Konstituenten an sich sichtbar ist (sein kann), was “ist” es dann? Existiert es – überhaupt aus sich selbst?

  28. #28 Bjoern
    23. September 2010

    @PaulLinus: Ja, man kann sich’s mit der (Energie-Zeit-)Unschärfe vorstellen. Die Begriffe “Phasenübergang” und “Relaxation” finde ich hier aber alles andere als passend…

    Das wirft eine Frage auf. Was versteht ein Teilchenphysiker phänomenologisch unter virtuell?

    Das kommt ganz darauf an, ob man einen experimentellen oder einen theoretischen Teilchenphysiker fragt. 😉 Der Experimentalist wird da etwas in der Art sagen: “das sind Teilchen, die nur kurzfristig bei Wechselwirkungen auftreten, aber nicht direkt gemessen werden können”. Der Theoretiker sagt da eher: “das sind Teilchen, für welche nicht die normale Energie-Impuls-Beziehung gilt” bzw. “deren Energie unscharf ist” oder ähnliches.

    Wenn ein virtuelles Paar zwar als Wirkung in Erscheinung tritt, aber nicht als Paar zweier Konstituenten an sich sichtbar ist (sein kann), was “ist” es dann? Existiert es – überhaupt aus sich selbst?

    ‘tschuldigung, aber das wird mir zu philosophisch. Mir reicht es aus, dass man die Wirkungen der virtuellen Teilchen sehen kann, auch wenn man sie selbst nicht sehen kann, um ihre Existenz zu akzeptieren.

  29. #29 PaulLinus
    23. September 2010

    @ Bjoern:

    Ok. Ich verstehe, und ich gestehe, daß das etwas weiträumig und philosophisch klingt, ich meinte es eigentlich ganz im Sinne einer logischen Betrachtung – daß einer realen Wirkung stets eine physikalisch reale Ursächlichkeit zugrunde liege; insofern sich auch die Unschärfe in der Ort-Impuls-Beziehung formal auf ein reales Etwas beziehe.

    Ich werde gern etwas darüber lesen. Wenn Ihr mir eine Literaturempfehlung geben könntet, danke dafür.

  30. #30 Korund
    23. September 2010

    @Schlotti, @AndreasM

    Wenn ich euch richtig verstanden habe, funktioniert meine Spekulation mit dem doch recht begrenztem Schaden in der Hand nur wenn in der Hand ausschließlich zentrale Stöße, zumindest bei anderen Protonen und Neutronen, stattfinden. Den dann sollten die “Kollisionsprodukte” eigentlich nur in Richtung des Strahles beschleunigt werden.

    Ich gebe zu, dass dies praktisch unmöglich ist.

    Die kegelförmige Ausbreitung von sekundären Teilchen ist ein sehr guter Einwand und zeigt mir. dass ich doch etwas Blauäugig an die Sache herangegangen bin. Nimmt man der Einfachheit halber an, dass sich fast alle Sekundärteilchen im Bereich bis 45° von der Strahlrichtung ausbreiten hat man auf der Rückseite der Hand eine Einflusszone mit dem Radius der Handdicke.

    Sicherlich alles andere als angenehm und vom Handgewebe einfach zu verkraften. Daher sage ich nun, ich würde es auf gar keinen Fall ausprobieren wollen.

  31. #31 Bjoern
    23. September 2010

    @PaulLinus: Vielleicht solltest du erst mal klarstellen, was genau du hier eigentlich mit “real” meinst… 😉

  32. #32 PaulLinus
    23. September 2010

    @Bjoern:

    Auf deine Frage, was ich mit real meine, würde ich gerne antworten, eine reale Entität ist, was in einem denkbaren Experiment von einem Teilchenphysiker “direkt” gemessen werden kann. So wie von dir in deinem Beispiel angedeutet. Ich denke an lokale Observablen, muß jetzt aber los und auch noch etwas darüber lesen und nachdenken, bevor ich Unsinn schreibe.

  33. #33 deepsouth
    24. September 2010

    real ist, was unabhänging von einem Bewusstsein passiert, also nur den vier Naturkräften folgend geschieht.
    Das Chaos anstrebend und den Zustand höchster Unordnung suchend und dabei den Naturgesetzen gehorchend, das “Beste” (also höchst-mögliche-Unordentliche) draus machende… das ist (imho) Realität.
    Da gibt es eine kreativ anmutende (Gesetzes-)Lücke – und die hat das Leben besetzt.
    So fantastisch…, daß man meinen könnte, müsste, sollte – daß dies nur ein Designer getan haben könnte.
    (Manitu, Allah, Gott, rosarotes Einhorn, italienische Pasta, bayrisches Bier, LSD etc.)
    Nee… sich darüber zu streiten käme einer Diskussion gleich, warum die Katze genau dort zwei Löcher im Fell hat, wo ihre Augen sind.
    WARUM können wir uns nicht mit der Tatsache anfreunden und vielliecht begnügen, daß eine Kette von sehr vielen und unwahrscheinlichen Zufällen dazu geführt hat, daß sich Hirne und sich selbst reflektierende Wesen entwiclekt haben, die über sich selbst und die Natur nachdenken können und hier in web-Blogs selbstverständlich schreiben?
    (Heringe können es nicht, Schweine auch nicht – obwohl sich ihre DNS kaum von unserer unterscheidet)
    Die Menscheit ist alles andere als perfekt (Wissentschaftler eingeschlossen) – aber unsere Erkenntkisfähigkeit inkl. unserer techn. Hilfsmittel bieten uns eine Chance – die in der Erdgeschichte einzigartig ist.
    Ich stehe auf der “Nutzen-Wir-Sie-Seite”!
    Gruß

  34. #34 Niels
    24. September 2010

    @PaulLinus
    Prinzipiell kann man virtuelle Teilchen nicht direkt messen. Wenn man ein Teilchen dirket messen kann, erfüllt es die Definition für “virtuell” nicht mehr.
    Zur Realität virtueller Teilchen eine Anmerkung: Aus der Vakuumenergie können bekanntlich spontan virtueller Teilchen-Antiteilchen-Paare enstehen, die nur kurz bestehen und sich danach wieder auslöschen.
    Wenn das ganze nahe einem schwarzen Loch passiert, kann es vorkommen, dass einer der beiden Partner den Ereignishorizont überschreitet, während der zweite Partner als reales Teilchen in den freien Raum entkommt.
    So hat man aus einem virtuellen ein ganz reales Teilchen gemacht.
    Das Ganze nennt sich Hawking-Strahlung.

    Dieses (ehemals) virtuelle Teilchen könnte dann in einem Experiment von einem Teilchenphysiker “direkt” gemessen werden.

    Das ist natürlich nur ein theoretisches Konzept und konnte bisher noch nie beobachtet werden, schon allein mangels schwarzer Löcher.
    (Aber der LHC hilft da ja bekanntlich bald nach… 😉 )

  35. #35 Niels
    24. September 2010

    Nachtrag:
    Eine andere “anschauliche” Wirkung virtueller Teilchen ist der Casimir-Effekt, oder?
    https://de.wikipedia.org/wiki/Casimir-Effekt

  36. #36 Karl Mistelberger
    24. September 2010

    Korund· 22.09.10 · 20:59 Uhr Bei den oben erwähnten Stahlplatten und dem Graphitblock geht es imho darum die gesamte Energie umzusetzen, dies will und kann ich mit einer Hand nicht.

    Das stellt sich eine ganz einfache und nahelegende Frage: Wieviele Hände hintereinander braucht es, um den Strahl des LHC sicher abzuschirmen.

  37. #37 PaulLinus
    24. September 2010

    @Niels:

    “Wenn man ein Teilchen direkt messen kann, erfüllt es die Definition für “virtuell” nicht mehr.”

    Das ist mir klar. Mir ist auch klar, daß es bei der angesprochenen Streuung offenbar eine Wirkung gibt, eine Verursachung, und sei sie auch durch ein definitionsgemäß virtuelles Teilchen hervorgerufen.

    Was mich dabei interessiert ist, warum in den Begriff der Wirkung nicht auch die Essenz der Virtualität der Ursache einfließt. @Bjoern schrieb zum Beispiel: “Mir reicht es aus, dass man die Wirkungen der virtuellen Teilchen sehen kann, auch wenn man sie selbst nicht sehen kann, um ihre Existenz zu akzeptieren.” Als Kausalitätsprinzip hat dies den Haken, daß man glauben und extrapolieren muß, was man eigentlich wissen möchte. Denn wenn es etwas gibt, daß eine Wirkung in der physikalisch wahrnehmbaren (potentiell meßbaren) Welt hat, ohne dabei selbst in Erscheinung zu treten, hat das die Qualität eines unbewegten Bewegers.

    Wie gesagt, das interessiert mich; ich möchte die heuristischen Grundlagen logisch nachvollziehen, denn ich stehe gerade demütig vor der Schönheit der QED und erinnerte mich, daß wir uns im Cafe immer fragten, was macht eigentlich das Elektron, was das Photon nicht macht.

  38. #38 Niels
    24. September 2010

    Was mich dabei interessiert ist, warum in den Begriff der Wirkung nicht auch die Essenz der Virtualität der Ursache einfließt.
    Den Satz verstehe ich nicht. Kannst du das vielleicht noch einmal anders formulieren?

    Mit dem Kausalitätsprinzip hat man in der modernen Physik sowieso Schwierigkeiten.
    Was ist die Ursache des Zerfalls eines radioaktiven Teilchens?

    Letztlich hat man einen mathematischen Formalismus, bei dem man einen Teil dieses Formalismus als virtuelle Teilchen beschreibt/interpretiert.
    Ob diese virtuellen Teilchen “überhaupt aus sich selbst heraus” existieren oder “real” sind, ist für den Physiker eigentlich egal. Das ist Sache der Philosophen. Der Physiker fragt wahrscheinlich erst einmal, was du mit “real” und “Existenz aus sich selbst heraus” überhaupt physikalisch ausdrücken willst.
    Ich glaube, in diesem Beitrag führt das ganze zu weit vom eigentlich Thema weg.

    Im hier ansässigen Blog Arte-Fakten ging es darum schon einmal sehr ausführlich, wenn du vor allem auch die extrem zahlreichen Kommentare anschaust, kannst du die in der Regel anders lautende Meinung vieler verschiedener Physiker lesen.
    Die Hauptstränge sind wohl:

    Das Naturbild der heutigen Physik

    Beschreibt die Quantenmechanik die Realität?

    Realismus als Fiktion

    und schließlich bei Martin Bäkers Blog Hier wohnen Drachen:

    Kann die Physik die Welt erklären?

  39. #39 PaulLinus
    25. September 2010

    @Niels

    Danke für die Hinweise. Ich werde mich weiter hier umschauen, scienceblogs ist eine interessante Adresse.

    Um nicht zu sehr vom Thema des Threads abzuschweifen, Grüße und auf Bald.

    P.S.
    Kurz doch noch zur Frage, warum in den Begriff der Wirkung nicht auch die Essenz der Virtualität der Ursache einfließe – eine wirklich verkomplizierte Formulierung, sorry;

    : Wenn ich das richtig verstanden habe, verfügen virtuelle “Subjekte” über keine Observablen, die auf einem Hilbert-Raum dargestellt werden können. Ein Eigenzustand als solcher existiert nicht (oder doch?). Daraus folgende Zustände stellen entsprechend ein Spektrum möglicher Meßwerte dar. Die sichtbare Wirkung aber kann nicht realer sein als die Ursache selbst, dachte ich, sie “sieht nur so aus”. Aber Schluß jetzt, das führt wirklich zu weit, und ich sollte erst das schöne neue Buch über Quantenmechanik lesen.

  40. #40 Engywuck
    27. September 2010

    nicht zu vergessen Bremsstrahlung, Entstehung radioaktiver Teilchen, …

    Abgesehen vom Vakuum dürfte es auch “radioaktiv” recht ungemütlich werden.

    Wobei ich irgendwo ne Abschätzung gelesen habe, dass die *direkte* Energieabgabe an die Hand so etwa 5 Joule sind. Klingt nicht wirklich viel, aber in extrem kurzer Zeit ist das ne ordentliche Leistung, dann das Ganze auf kleinen Fleck konzentriert. Plus Sekundäreffekte…
    Kann mal wer zum Testen ein Schnitzel ins LHC hängen?

  41. #41 Bullet
    28. September 2010

    “Har Lea Quinn” bitte, wenn du den Namen schon verwendest. Und du weißt dann demzufolge, was 2012 passiert: VITAS.

  42. #42 Martin
    29. September 2010

    Ich bin etwas erstaunt, dass wohl tatsächlich etwas passieren würde, hielte man die Hand rein.
    Ich dachte eigentlich, dass “wir” größtenteils aus leerem Raum bestehen, dank des großen Abstands zwischen Atomkern und Elektronen. Ich hätte erwartet, dass der Strahl ohne große Zwischenfälle einfach durch die Hand geht.
    Anscheinend sind die Protonen im Strahl dann wohl sehr dicht gepackt und treffen dann doch mal.