Da irrst du dich. In populärwissenschaftlichen Publikationen stellen sie zuweilen den Vakuumzustand als Entstehen und Verschwinden von Teilchen dar, weil sie der Ansicht sind, das sei für den typischen Laien leichter zu verstehen als die korrekte Darstellung. In Fachpublikationen hingegen wird sicher kein Physiker, der etwas von der QFT versteht, "den Begriff Teilchen zulassen".Pluto hat geschrieben:Danke. Ja, darin kommst du zum Schluss, dass es Schwankungen von Quantenfelder handelt, was streng genommen richtig ist. Andere Physiker sehen das allerdings nicht ganz so streng, und lassen die Bezeichnung "Teilchen" zu.Agent Scullie hat geschrieben:Immer noch genauso wie in meinem PDF-Dokument, auf das erstmals Halman in diesem Thread verwiesen hat (das 13-seitige, nicht das 43-seitige, das in der Zitierliste auftaucht), beschrieben:
http://www.xup.in/dl,14748946/Vakuumflu ... eldes.pdf/
Kurz zusammengefasst: aus der QFT folgt, dass die im Vakuumzustand auftretenden Vakuumfluktuationen als Feldfluktuationen zu verstehen sind, nicht als ständiges Entstehen und Wiederverschwinden von Teilchen oder Teilchenpaaren.
Nein, tun sie nicht. Photonen entstehen, wenn das Feld aus dem Vakuumzustand in einen Zustand mit einem oder mehreren Photonen wechselt. Solange das Feld im Vakuumzustand verbleibt, entstehen keine Photonen. Auch dann nicht, wenn die elektrische und magnetische Feldstärke im Vakuumzustand fluktuieren.Pluto hat geschrieben:Das ist bekannt. Aber wenn ein elektromagnetisches Feld schwankt entstehen PhotonenAgent Scullie hat geschrieben:Die entsteht nicht spontan, sondern ist immer da, was damit zu tun hat, dass der Vakuumzustand ein Energieeigenzustand ist.
Und sie hat auch nichts mit spontan entstehenden Teilchen zu tun, sondern damit, dass das elektrische und magnetische Feld mit einer gewissen Amplitude schwanken (fluktuieren).
Wie schon betont, kann man da einfach den quantenmechanischen harmonischen Oszillator als Analogie nehmen: in dessen Grundzustand treten Nullpunktoszillationen auf, die bedeuten jedoch keinen Wechsel in einen angeregten Zustand, sondern sind eine Eigenschaft des Grundzustandes.
Ganz recht: das Photon (als Anregung des elektromagnetischen Feldes) zeigt sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften. Wellenartige Fluktuationen des elektromagnetischen Feldes im Vakuumzustand sind jedoch keine Photonen. Hauptunterscheidungsmerkmal ist da die Amplitude: im Vakuumzustand ist sie sehr niedrig (aber größer als null), in einem Einphotonzustand ist sie etwas größer, in einem Zweiphotonenzustand noch etwas größer usw. Ganz so wie beim quantenmechanischen harmonischen Oszillator: im Grundzustand ist seine Schwingungsamplitude sehr klein (aber größer als null), im ersten angeregten Zustand etwas größer, im zweiten angeregten Zustand noch etwas größer usw.Pluto hat geschrieben:Populärwissenschaftlich oder nicht, Dr. Wiebke Salzmann erinnert uns in ihrem Artikel an den Welle-Teilchen-Dualismus der Quantenphysik. Wenn das für Frau Dr. rechtens ist, soll es für mich nur billig sein. Sie schreibt...
Tatsächlich ist Licht beides – Welle und Teilchen, denn Photonen sind quantenmechanische Objekte. Man nennt diese Eigenschaft, sowohl Welle als auch Teilchen zu sein, Welle-Teilchen-Dualismus. Dabei bedeutet „sowohl – als auch“ genau das: Das Objekt ist beides gleichzeitig. Je nachdem, welche seiner Eigenschaften man misst, zeigt es sich mehr als Teilchen oder mehr als Welle.
Hier redet er von etwas ganz anderem, nämlich von der Theorie der Quantenerzeugung des Universums, die auf Alexander Vilenkin zurückgeht. Diese gründet sich auf die Quantenkosmologie, in der eine Wellenfunktion des Universums als Ganzem betrachtet wird. Eine der möglichen Lösungen für diese Wellenfunktion ähnelt der Wellenfunktion beim quantenmechanischen Tunneleffekt: sei a der Skalenfaktor, dann hat die Wellenfunktion für niedrige Skalenfaktor die Gestalt psi(a) ~ exp(-a), d.h. sie ist maximal bei a = 0 und klingt exponentiell mit größer werdendem a ab. Oberhalb eines bestimmten Wertes a0 für den Skalenfaktor geht ihr Verhalten jedoch in ein Wellenverhalten über. Laut Vilenkin kann man diese Wellenfunktion als "Tunneln" des Universums auf dem Zustand a = 0 in einen Zustand a > a0 interpretieren.Pluto hat geschrieben:
- Raum-Zeit-Bläschen können sich spontan bilden. "Wenn man Raum und Zeit ,quantisiert’, dann fluktuieren sie", sagt Krauss. "Man kann virtuelle Raumzeit genauso erzeugen wie virtuelle Partikel."
Irgendeine Analogie zu populärwissenschaftlichen Darstellungen mit spotan entstehenden virtuellen Teilchen im Vakuumzustand gibt es da jedoch nicht.
Das ist ganz einfach zu erklären: die besagten Physiker tun das in Darstellungen, die sich an Laien richtigen, und sind der Ansicht, solche Darstellungen wären für den Laien leichter zu verstehen.Pluto hat geschrieben:Es wundert mich einfach, dass so viele Physiker das Phänomen mit Hilfe von Teilchen beschreiben.Agent Scullie hat geschrieben:Die Tatsache, dass du eine Frage wie die obige "Du behauptest, dass die Teilchen-Erklärung falsch sei und deine richtig ist. Wie begründest du das?" stellst, zeugt ganz offenkundig von etwas anderem. Nämlich davon, dass du davon überzeugt bist, die populärwissenschaftliche Darstellung mit den virtuellen Teilchen im Vakuumzustand sei nicht nur eine populärwissenschaftliche Darstellung, die bestenfalls für halbwegs interessierte Laien brauchbar ist, sondern sei auch von einer fachwissenschaftlichen Warte aus betrachtet als korrekt anzusehen.
Da bin ich ganz deiner Meinung! Genau deswegen vermeide ich persönlich so etwas ja auch.Pluto hat geschrieben:Wenn das so wäre (was ich nicht glaube) dann wäre das sogar intellektuell unredlich, und ein grober Missbrauch des Vertrauens ihrer Zuhörer.Agent Scullie hat geschrieben:Oh, das kann ich dir sagen. In populärwissenschaftlichen Quellen, wie du sie liest oder dir ansiehst, ist an zwei verschiedenen Stellen von virtuellen Teilchen die Rede, einmal beim Vakuumzustand und andererseits bei Wechselwirkungsprozessen.
Das mag ja sein, dass du das denkst, das liegt aber schlicht an fehlendem Fachwissen deinerseits. So sonderbar die Quantenwelt auch sein mag, ein paar Dinge wissen wir über sie sehr genau, zumindest gibt uns die Quantentheorie da sehr genaue Auskünfte drüber. Dazu gehört z.B. der Vakuumzustand von Quantenfeldern, und analog der Grundzustand des harmonischen Oszillators. Und daher können wir sehr genau sagen, dass im Vakuumzustand Felder fluktuieren und keine virtuellen Teilchenpaare auftreten.Pluto hat geschrieben:Deshalb denke ich eher, dass wir, wie so oft in der QP ist, einfach noch zu wenig über diese sonderbare Quantenwelt verstehen, um sagen zu dürfen, so-und-so ist es. Basta!
Sofern sie dabei fachlich korrekt bleiben, ist daran nichts unredliches. Wenn sie aber mit Darstellungen ankommen, bei denen im Vakuumzustand virtuelle Teilchen entstehen, dann ist das nicht mehr fachlich korrekt, und damit unredlich.Pluto hat geschrieben:Was aber aus deiner Sicht offenbar intellektuell unredlich ist?Agent Scullie hat geschrieben:Pluto hat geschrieben:Doch warum tun das so viele Physiker trotzdem?
Das steht doch in meiner Antwort, die du zitiert hast: weil sie zuweilen auch mal populärwissenschaftliche Darstellungen für Laien präsentieren.
Wenn wir von einem Laien ausgehen, der die typische Sichtweise eines Laien hat, an den sich solche Darstellungen richten, könnte man das u.U. noch akzeptieren. Aber du hast ja bereits erkennen lassen, dass du eben nicht diese Sichtweise hast.Pluto hat geschrieben:Aus meiner Sicht hingegen, ist sie schlimmstenfalls ein Vereinfachung der Erklärung die ständig verwendet wird.
Wir haben aber die QFT, die uns da klare Angaben zu macht. Man könnte darauf verweisen, dass diese Angaben der QFT nicht im Detail empirisch belegt sind, da die experimentelle Faktenlage zum Casimir-Effekt und zum Lamb-Shift auch auf andere Weise erklärt werden könnte, als es die QFT tut. Solange wir aber keine Alternativtheorie zur QFT besitzen, sind solche Erwägungen von nachrangigem Interesse.Pluto hat geschrieben:Ich habe verstanden, dass dies deine Aussage ist.Agent Scullie hat geschrieben:Kurz zusammengefasst: aus der QFT folgt, dass die im Vakuumzustand auftretenden Vakuumfluktuationen als Feldfluktuationen zu verstehen sind, nicht als ständiges Entstehen und Wiederverschwinden von Teilchen oder Teilchenpaaren.
Ich meine nur, wir haben nun mal nicht genügend empirische Belege, um diese Frage endgültig zu beantworten.
