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Materie und Antimaterie, was ist das?
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Materie und Antimaterie, was ist das?
 
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Secundus
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Anmeldungsdatum: 13.04.2010
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BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 14:04:08    Titel: Materie und Antimaterie, was ist das?

Wie wir alle wissen, gehört die Antimaterie zu jenen wunderlichen "Fakten" der Natur, die noch verrückter ist, als dass sie von Science-Fiktion-Autoren erdacht worden sein Könnte.

Sie ist, nach der Meinung der Physiker, eine exakte Kopie der normalen Materie, bei der alle elektrischen Ladungen umgekehrt sind. Diese Definition wäre konsistent, wenn wir die Definition der Materie kennen würden.
Leider, das ist nicht der Fall.

Schon in den 1920er Jahren haben die Physiker entdeckt, dass es grundsätzlich unmöglich ist, für die Bewegung eines einzelnen Teilchens Quantengleichungen niederzuschreiben, welche dessen gemessenes Verhalten sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Geschwindigkeiten korrekt beschreiben. Die einfachste Lösung, wie sich herausstellte -war es die experimentell korrekte- bestand darin, den Raum; ähnlich wie einen gewöhnlichen Ding, Stein- ; als System vieler Teilchen zu beschreiben.

Diese Aussage ist jedoch nicht völlig korrekt, weil P. Dirac die relativistische Theorie des Elektrons formulierte. Zu den damals bekannten beiden Elementarteilchen, dem positiven Proton und negativen Elektron, sollte es jeweils ein Antiteilchen mit derselben Masse, aber entgegengesetzter Lasdung geben.
Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt jedes Materieteilchen und jede Kraft durch ein Quantenfeld. Materieteilchen nennt man Fermionen. Die fundamentalen Kräfte werden durch Bosonen vermittelt.

Dennoch frage ich mich folgendes: Wie kann man Antimaterie definieren, wenn man die Materie nicht definiert hat?

Meine Frage lautet: Was ist Materie und was Antimaterie?
MfG
S.
Secundus
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Anmeldungsdatum: 13.04.2010
Beiträge: 531
Wohnort: Oesterreich

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 14:19:22    Titel:

Experimentell kann man in elementaren Silizium, wo viele Elektronen in den chemischen Bindungen festgehalten sind, ein Elektron aus der chemischen Bindung lösen und damit eine Lücke erzeugen.

Diese Lücke ist dann beweglich und verhält sich in jeder Hinsicht wie ein dem Silizium beigegebenes zusätzliches Elektron, nur dass dessen Ladung entgegengesetzt ist. Das ist Antimaterie-Effekt.

Also, eine Lücke nennt man Antimaterie?
Kann mir jemand das erklären?
MfG
S.
Secundus
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Anmeldungsdatum: 13.04.2010
Beiträge: 531
Wohnort: Oesterreich

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 14:23:03    Titel:

Warum bedienten sich Physiker der semantischen Spielerei um mit dem Dilemma fertig zu werden, und aus den Lücken Antiteilchen schufen?
Keine Antworten?
MfG
S.
ichbinsisyphos
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Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 1700

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 14:27:25    Titel:

Das ist kein Antimaterie-Effekt. Das ist nur ein Brainfuck, der sich aus einer pädagogischen Idiotie ergibt. Die Lücke sagt nur, dass dort vorher ein gebundenes Elektron war, aber jetzt nimma ist.

Wenn man die Unterschiede der p- und n-Leitung, einmal im unvollständig besetzen Valenz- und einmal im Leitungsband berücksichtigt, ist diese "bewegte positiv geladene Lücke"-Vorstellung nur Ballast.


Ich glaub auch gar nicht, dass die Antimaterie-Vorstellung jemals wirklich konkret ausgeformt wurde. Sie soll nur das grundsätzliche Dilemma regeln, dass wenn etwas aus nichts entsteht, es nötig scheint, dass die beiden entstandenen Teile wieder zu nichts kombiniert werden können. Deshalb definiert man für jedes Teilchen einen Gegenpart. Wie und was und überhaupt, da bisher experimentell bestätigt wurde, davon hab ich absolut keine Ahnung.

edit: ja, wurde schon konkretisiert. Und Positron, Anti-Proton und deren Kombination zum Anti-Waserstoff sind experimentell nachgewiesen worden.
Psycho7765
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Anmeldungsdatum: 27.01.2009
Beiträge: 668

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 14:48:12    Titel:

Eine ähnliche Vorstellung von Antimaterie auf fundamentalerer Ebende gab es allerdings mal tatsächlich, der sogenannte Dirac-See.

http://de.wikipedia.org/wiki/Dirac-See

Inzwischen allerdings natürlich überholt. Dass Materie und Antimaterie sich nur in der Ladung unterscheiden ist übrigens falsch, das betrifft auch andere Quantenzahlen. Es gibt auch neutrale Teilchen die nicht mit ihrem Antiteilchen identisch sind. Z.B. Neutrinos, die verschiedene Helizitäten besitzen.
Quarkonium
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Anmeldungsdatum: 14.08.2008
Beiträge: 178

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 15:25:41    Titel: Re: Materie und Antimaterie, was ist das?

Secundus hat folgendes geschrieben:

Dennoch frage ich mich folgendes: Wie kann man Antimaterie definieren, wenn man die Materie nicht definiert hat?


Sowohl Materie wie auch Antimaterie sind sehr wohl definiert (s. Standardmodell) und beide Formen können experimentell beobachtet werden.
Deswegen frage ich mich folgendes: Wie kann man blöde Fragen stellen ohne sich vorher vernünftig informiert zu haben?
Secundus
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Anmeldungsdatum: 13.04.2010
Beiträge: 531
Wohnort: Oesterreich

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 16:38:05    Titel: Re: Materie und Antimaterie, was ist das?

Quarkonium hat folgendes geschrieben:
Secundus hat folgendes geschrieben:

Dennoch frage ich mich folgendes: Wie kann man Antimaterie definieren, wenn man die Materie nicht definiert hat?


Sowohl Materie wie auch Antimaterie sind sehr wohl definiert (s. Standardmodell) und beide Formen können experimentell beobachtet werden.
Deswegen frage ich mich folgendes: Wie kann man blöde Fragen stellen ohne sich vorher vernünftig informiert zu haben?


Kannst Du mir wenigstens die Materie definieren, Du allwissender Gog?
Die Antimaterie werde ich dann leicht definieren! Very Happy
MfG
S.
Secundus
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Anmeldungsdatum: 13.04.2010
Beiträge: 531
Wohnort: Oesterreich

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 16:54:52    Titel:

Psycho7765 hat folgendes geschrieben:
Eine ähnliche Vorstellung von Antimaterie auf fundamentalerer Ebende gab es allerdings mal tatsächlich, der sogenannte Dirac-See.

http://de.wikipedia.org/wiki/Dirac-See

Inzwischen allerdings natürlich überholt. Dass Materie und Antimaterie sich nur in der Ladung unterscheiden ist übrigens falsch, das betrifft auch andere Quantenzahlen. Es gibt auch neutrale Teilchen die nicht mit ihrem Antiteilchen identisch sind. Z.B. Neutrinos, die verschiedene Helizitäten besitzen.


Mich würde eines interessieren: wie kommst Du zu dieser Meinung? Weißt Du was ein Neutrino ist? Und was ein Antineutrino ist?

HEAT-Experimente, sagt Dir das was?
Gibt es dann Antisterne und Antigalaxien im Universum?
Wenn Antimateie existiert, dann müssen auch Antisterne existieren. Very Happy
Haben die Astrophysiker jemals einen Antiproton nachgewiesen?

Und selbst wenn es einem Antiteilchen, falls es existieren würde, gelingen sollte, in unsere Galaxie zu gelangen, könnte es die Erde vielleicht trotzdem nicht erreichen. (Magnetfeld der Erde!)
Wie sollte man sie dann beweisen? CERN?
MfG
S
Dr. Nick
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Anmeldungsdatum: 06.01.2010
Beiträge: 205

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 17:13:04    Titel:

Secundus hat folgendes geschrieben:

HEAT-Experimente, sagt Dir das was?
Haben die Astrophysiker jemals einen Antiproton nachgewiesen?
Wie sollte man sie dann beweisen? CERN?


Lieber Secundus,

leider scheine ich mich auf diesem Gebiet weit nicht so gut auszukennen wie du.
Aber vielleicht käme ich ja zu tieferem Verständnis, wenn du deine eigenen Fragen beantworten könntest, damit man deinen Einwand auch als Laie verstehen kann.
Zum Beispiel sagt ein Wikiartikel, dass Antiprotonen künstlich geschaffen werden können und auch schon wurden. Warum muss ein "Astrophysiker" sie auch noch nachweisen?
Welche Intention verfolgst du mit dem Verweis auf die "HEAT-Experimente"?
Wie kommst du zu der Schlussfolgerung, dass, wenn Antimaterie existiert, auch automatisch Antisterne existieren müssen?

Liebe Grüße


Zuletzt bearbeitet von Dr. Nick am 09 Jun 2010 - 17:14:24, insgesamt einmal bearbeitet
ichbinsisyphos
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Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 1700

BeitragVerfasst am: 09 Jun 2010 - 17:14:15    Titel:

Neutrino und Antineutrino sind noch relativ alltägliche Dinger. Die werden bei beta+, bzw beta- Zerfall erzeugt. An die habe ich zuerst gar nicht gedacht.

Natürlich ist die Detektion eine der größeren Herausforderungen in der Experimentalphysik.

Und ja, Antiproton, Positron und Anti-Wasserstoff wurden experimentell nachgewiesen, natürlich nicht von Astrophysikern.
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