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  5. › LHC: Higgs kommt näher

Und was wenn?

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  1. Und was wenn?

    Autor: d-tail 03.08.12 - 08:56

    Hi,

    und was wenn man das Higgs-Boson entdeckt hat? Schreien dann einfach alle "Hurra" und das war's dann? Oder führt uns das Higgs-Teilchen zum Warp-Antrieb?

    Nach was könnte oder würde man als nächstes suchen? Ich mein, was konkret hätte man nun von der Entdeckung des Higgs-Bosons?

    Tut mir leid für die vielleicht blöden Fragen, aber mir fehlt da einfach das greifbare.

    Danke,

    d-tail

  2. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 09:14

    Es gibt zwei unterschiedliche Vorstellungen vom Aufbau der Welt.

    Modell 1
    Der Raum an sich ist leer. Körper, die sich darin aufhalten, können sich frei bewegen und untereinander wechselwirken. Ursachen gehen immer von massenbehafteten Körpern aus und wirken auf andere Körper. Der Raum ist an diesen Wechselwirkungen nicht beteiligt.

    Modell 2
    Der Raum ist in sich ein fester Körper. Innerhalb dieses Körpers führen Wellen zu energetischen, räumlich begrenzten Ansammlungen von Energie. Diese energetischen Strukturen erscheinen uns "subjektiv" als Körper. In einfachster Form sind es zunächst Quarks & Co, dann Protonen und Neutronen und später größere Ansammlungen davon. Letztendlich sind es aber nur Wellen, die sich in dem festen Raum ausbreiten.

    Ein Higgsteilchen würde zum ersten Modell gehören, im zweiten braucht man das gar nicht.

  3. Re: Und was wenn?

    Autor: Mimus Polyglottos 03.08.12 - 09:38

    d-tail schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Hi,
    >
    > und was wenn man das Higgs-Boson entdeckt hat? Schreien dann einfach alle
    > "Hurra" und das war's dann? Oder führt uns das Higgs-Teilchen zum
    > Warp-Antrieb?
    >
    > Nach was könnte oder würde man als nächstes suchen? Ich mein, was konkret
    > hätte man nun von der Entdeckung des Higgs-Bosons?
    >
    > Tut mir leid für die vielleicht blöden Fragen, aber mir fehlt da einfach
    > das greifbare.
    >
    > Danke,
    >
    > d-tail

    Naja, dann könnten sich die Wissenschaftler mit neuen Erkenntnissen und neuem Elan an die Erforschung der ~95% Masse des Universums setzen, von der sie noch überhaupt keine Ahnung haben, der "Dunklen Materie"...

    Das Higgs-Bosom zu finden ist wichtig, um die Gravitation besser zu verstehen - man ging eine Weile davon aus, dass Teilchen selbst über Gravitation verfügen, wenn ich das aktuelle Modell richtig verstehe ist das aber falsch und die Gravitation geht nur von den Higgs-Bosomen aus, die sich um die anderen Teilchen scharen. Man hat davon natürlich zunächst keinen praktischen Nutzen (wie fast immer in der theoretischen Physik), aber es können dann endlich weitere Forschungen folgen.

    Ob uns die Elementarteilchen-Physik jemals wieder eine praktisch anwendbare Erkenntnis bringen wird, weiß ich auch nicht (und wage es langsam leicht zu bezweifeln) aber man soll die Hoffnung ja nie aufgeben.

  4. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 09:56

    Das genaue Verständnis der Physik führt zu gezielten Konstruktionen in der Technik.

    Das soll nicht heißen, dass es auch technische Konstrukte gibt, die der Erbauen pysikalisch gar nicht verstanden hat. Als Beispiel nur der Herr Guglielmo Markoni, der tatsächlich große Apparaturen gebaut hatte, um Nachrichten über den Atlantik zu schicken. Nur von elektromagnetischen Wellen hatte er keine Ahnung. Das wurde erst später gezielt erforscht. Dann aber kam es zu einer rasanten Entwicklung auf dem Gebiet.

  5. Re: Und was wenn?

    Autor: a user 03.08.12 - 10:02

    @ Raumzeitkrümmer: das ist so nicht ganz richtig, insbesondere nicht bezogen auf das higgs-boson teilchen. denn das higgs-boson teilchen wird als "schwingunsmuster" im higgs-feld betrachtet. man könnte veranschaulicht sagen, dass bei einer kollision zweier teilchen das higgs-feld angeregt wird und dabei eine higgs-boson schwingung ensteht, für uns dann als higgs-boson-teilchen sichtbar.

  6. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 10:13

    Das ist aber nur im ersten Modell nötig.

    Im zweiten Modell ist das, was uns als Körper vertraut ist, eine lokale Energieansammlung im festen Raum. Dieser sogenannte Körper hat seine Energie dem Raum entzogen und umgibt sich mit einen Energietrichter. Das energetische Gefällt ist die Gravitation. Dazu braucht man kein Higgs.

    OK, wenn sich so ein sogenannter Körper bewegt, dann schleppt er auch den gesamten Trichter mit und es entsteht eine Unsymmetrie (eine Art Stauchung vor der Bewegungsrichtung). Es müssen also auch "alle" Energiedifferenzen im Trichter bewegt werden. All diese kleinen Differenzen, die ausgetauscht werden müssen, könnte man im zweiten Modell Higgs-Bosonen nennen.

  7. Re: Und was wenn?

    Autor: GwhE 03.08.12 - 11:20

    @Raumzeitkrümmer

    Du kannst nicht behaubten es gibt nur 2 Vorstellungen wie der Raum aufgebaut ist, das sind noch keine festen Theorien, da wir sie noch nicht ueberpruefen koennen. Falls es mal ein Experiment gibt das eins von beiden Wiederlegen kann dann kannst du gerne weiter diskutiren, solange glabue ich lieber an das fliegendes Spaghetti monster.

    Dann bleibt die grosse Frage, was ist Raum ueberhaubt.

    @All
    Es gibt bis jetzt zwei sehr erfolgreiche theorien, die Algemeine relativitaets Theorie (ART) und die Quantenfeld-Theorie waraus unser Standard Modell (SM) gebaut ist.

    -Die ART beschreibt die Graviataion
    -Das SM die anderen 3 Naturkraefte, jedoch ist die Gravitation nicht im SM enthalten.

    Ziel in der Theoretischen Physik ist es beide Theorien zu vereinheitlichen, das da Higgsfeld eine besondere Rolle spielen wird ist an sich logisch, aber noch lange nicht bewiesen da eine solche Theorie nicht gibt. Und das Higgs ist nicht eingefuert worden um die Gravition zu beschreiben, nein es ist ein resultat eine gebrochenen Symmetrie.

    Im Experiment sucht man jetzt noch nach neuen Symmetrien (Naturkraeften), die im ganz fruehen Universum mal da waren. Dies wird erwartet damit man SM und ART vereinheitlichen kann. Hoffentlich reicht die Schwerpunktsenergie des LHC auch dafuer aus sie zu erzeugen

    @Mimus Polyglottos
    Sprich lieber von Enegieinhalt unseres Universums:
    Dunkle Materie ca 23%
    Dunkle Enegie ca 72%

  8. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 11:43

    Siehst du eine dritte Möglichkeit?

  9. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 11:45

    Es gibt entweder Fernwirkungen oder Kausalketten, nenne mir eine dritte Möglichkeit.

  10. Re: Und was wenn?

    Autor: d-tail 03.08.12 - 11:50

    Wenn die Erkenntnis ist, dass es "erst einmal" keinen praktischen Nutzen habe, dann ist das ja auch eine Erkenntnis. ;-)

    Es wurde ja auch schon vor einigen Tausend Jahren eine Urform von Batterie genutzt, um dadurch Gegenstände zu galvanisieren.
    Das Nutzen von Elektrizät war bekannt, nur hat eben niemand genauer geforscht. Das ging erst mit der Industrialisierung einher.

    Deswegen finde ich es völlig ok wenn nach solchen Dingen und Erkenntnissen geforscht wird. Ich finde auch die Geldmittel dafür völlig ok.

    Ich hatte halt das "warum" nur nicht verstanden.

    Manchmal stelle ich mir das vor, wie bei einem anderen Planeten. Dort gibt es ebenfalls ein industriell fortschrittliches Volk, aber es gibt dort keine Fernseher und keine DVD-Player - einfach, weil dort niemand auf die Idee kam so etwas zu erfinden.

    Und wer weiss, was wir noch alles erfinden könnten...

  11. Re: Und was wenn?

    Autor: GwhE 03.08.12 - 12:20

    Naja in der ART und auch in der SRT und damit im SM (da das SM Lorentzinvariant ist) sind raum und zeit miteinander verknuepft.

    Um die Kaualitaet zu gewaerleisten ist die richtugn der Zeit festgeben, sodass Ursache immer vor Wirkung kommt, jedoch koennte jeder prozess auch rueckwaerts ablaufen => Energieerhaltung

    In der ART ist die Raumzeit selbst der Verusacher der Gravitation, dass heist aber nicht das man sich den Raum als Koerper vostellen kann der mit Energie Wecheslwirkt, den Graviataition selbst ist ja auch wieder Energie => Schwarze Loecher. Versuch dich mal in die lage eines Photons zu versetzten. Ein Photon selbst wird exact 0s alt. In unserem Bezugsystem koennen wir ihm aber schon ein alter zuordnen und auch Wechselwirkungen mit der Raumzeit feststellen. Jedoch nur dann wenn wir wieder mit dem Photon selbst wechselwirken. Das bedeutet das Photon selbst verbindet immer zwei Raumzeitpunkte miteinander (Ist ein Noetherstrom um eine Symetrie zu erhalten). Was also im einem Bezugsytem aussieht wie eine Fernwechselwirkung ist anderst betrachtet eine Kausalitaet.

    Das Problem liegt am Raum selbst, man kann sich einfach nicht vorstellen was Raum und Zeit eigentlich ist.

  12. Re: Und was wenn?

    Autor: d-tail 03.08.12 - 12:23

    Mimus Polyglottos schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ob uns die Elementarteilchen-Physik jemals wieder eine praktisch anwendbare
    > Erkenntnis bringen wird, weiß ich auch nicht (und wage es langsam leicht zu
    > bezweifeln) aber man soll die Hoffnung ja nie aufgeben.

    Vielleicht sind wir für diese praktischen Anwendungen auch noch gar nicht auf der passenden (geistigen) oder technischen Entwicklungsstufe.

    Ist natürlich eine harte These, ich weiss.

  13. Re: Und was wenn?

    Autor: einmalbenutzername 03.08.12 - 12:42

    Fragen und Probleme, die in der theoretischen Physik verfolgt werden, sind absolut nicht nutzlos. Es kann aber durchaus vorkommen, dass bis zum Finden einer befriedigenden Antwort sehr viel Zeit vergeht.

    Eine Beispielfrage: Warum ist es nachts dunkel?

    Wenn ich mich nicht irre, wurde diese Frage in einem wissenschaftlichen Kontext erstmals im 17. Jhdt. versucht zu beantworten. Die Antwort wurde aber erst in unserer Zeit gefunden. Sind fast 400 Jahre ...

    Um die Frage beantworten zu können, musste man erst einmal heraus finden, dass
    sich das Universum ausdehnt und dass sich diese Ausdehnung beschleunigt. Man musste das Urknall-Modell entwickeln. Man musste ein Vorstellung davon entwickeln, was Raumzeit ist. Man musste nachweisen, dass das Licht eine bestimmte Geschwindigkeit hat. Man musste die Hintergundstrahlung entdecken. Man musste sich Gedanken darüber machen, was das Vakuum ist. Man musste das Modell der Schwarzen Löscher entwickeln und einigermaßen verstehen, wie sie aufgebaut sind. Man musste die Relativitätstheorie finden, usw. ...

    Diese Aufzählung von Theorien und Modellen erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. SIe bedürfen auch nach wie vor weiterer Untersuchung. Dies hier zu erörtern würde aber den Rahmen sprengen.

    Also sehr viel theoretische Physik um eine Frage zu beantworten, die jedes Kind stellt. Und all diese Physik hat letztendlich zu unserem heutigen Weltbild geführt und "nebenbei" quasi als Nebenprodukte sehr viel praktische Technik erzeugt, die wir heute als ganz selbstverständlich ansehen (bspw. GPS und vieles vieles andere mehr).

    Insofern ist es eigentlich nur folgerichtig, weiterhin daran zu arbeiten, dass unser Weltbild - also unser Modell der Realität - immer detaillierter beschrieben und verstanden wird.

  14. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 13:27

    Raum und Zeit lassen sich miteinander verknüpfen. Da sich alles bewegt, sind Raum und Zeit untrennbar miteinander verknüpft.

    Ursache und Wirkung unterscheiden sich nur durch das Vorzeichen. Wirkung ist Kraft x Weg x Zeit. Wirkung verknüpft die Raumzeit mit der Kraft. Und die Kraft ist Ursache jeder Bewegung.

    Das weitere kann ich nicht so recht mitverfolgen. Besonders, was die "schwarzen Löcher" angeht. Beispiel: Zwei sehr große Sterne umkreisen einander. Dann entsteht in der Mitte ein Gravitationstief, dessen Kraft genauso groß ist, wie die Fliehkraft. Die Kraft entspricht aber eher einer Sogwirkung, vergleichbar mit einem schwarzen Loch. Es ist also keine "Überschuss" da, sondern ein Mangel, in den andere schwere Körper hineinfallen können.

    Stellt man sich nun eine rotierende Galaxie vor, so wird sich im Zentrum auch ein "Mangel" einstellen... Es ist keine gigantische Masse, deren Gravitation all die anderen Sterne beisammen hält.

  15. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 13:30

    ...noch zur Ergänzung:

    Im Modell des leeren Raumes kann es nichts unterhalb der Null-Linie geben, Leer ist eben Leer. Im zweiten Modell hingegen kann es einen Mangel, also ein schwarzes Loch geben.

  16. Re: Und was wenn?

    Autor: d-tail 03.08.12 - 13:34

    Danke soweit, bis zu einem gewissen Grad kam ich noch mit, aber ab diesem Punkt verstehe ich leider nur noch Bahnhof. Sorry. ;-)

  17. Re: Und was wenn?

    Autor: wr4th 03.08.12 - 14:48

    Raumzeitkrümmer schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > ...noch zur Ergänzung:
    >
    > Im Modell des leeren Raumes kann es nichts unterhalb der Null-Linie geben,
    > Leer ist eben Leer. Im zweiten Modell hingegen kann es einen Mangel, also
    > ein schwarzes Loch geben.

    Da liegen Sie ziemlich daneben. Ein Schwarzes Loch ist eben kein Mangel an Energie sondern eine Singularitaet mit unendlicher Energiedichte.

  18. Re: Und was wenn?

    Autor: Raumzeitkrümmer 03.08.12 - 15:11

    Wenn sich aus einem rotierenden Doppelstern eine kleinere Masse löst und (aus welchen Gründen auch immer) abgebremst wird, wo mag die sich hinbewegen? Nach außen? Oder nach innen in Richtung gemeinsamer Rotationsachse?

    Sie wird das letztere tun, und das, obwohl im Zentrum gar keine anziehende Masse vorhanden ist. Dort befindet sich aber der tiefste Punkt des gemeinsamen Gravitationstrichters.

    Auch die Sonne dreht sich nicht um die eigene Achse, sondern um das Zentrum des Gravitationstrichters, erzeugt aus Sonne und allen sie umgebenden Planeten.

  19. Re: Und was wenn?

    Autor: GwhE 03.08.12 - 15:22

    Raumzeitkrümmer schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Raum und Zeit lassen sich miteinander verknüpfen. Da sich alles bewegt,
    > sind Raum und Zeit untrennbar miteinander verknüpft.

    Sie haengen sogar von einander ab und beinfulssen sich gegenseitig. Ohne Raum auch keine Zeit.

    > Ursache und Wirkung unterscheiden sich nur durch das Vorzeichen. Wirkung
    > ist Kraft x Weg x Zeit. Wirkung verknüpft die Raumzeit mit der Kraft. Und
    > die Kraft ist Ursache jeder Bewegung.

    Mathematisch gibt es auch noch zwei andere Loesungen, in denen die Wirkung vor der Ursache statfindet, aber da man dies noch nicht beobachtet hat, verwerft man diese Loesung (unphysiklisch). Du gibts also zu das die Zeit eine wichtige rolle in physikalischen Processen spielt, aber genauso wichtig ist auch der Ort, und beide sind unzertrenlich miteinander Verbunden.

    > Das weitere kann ich nicht so recht mitverfolgen. Besonders, was die
    > "schwarzen Löcher" angeht.

    Unserer Universum hat ein bestimmten Energieinhalt (woher hat man noch keine Ahnung), die den raums aufspannt und auch expandieren laest. Gaebe es nur die schwere Massive teilchen in unserem Universum wuerde sich der Raum irgendwann auch wieder zusammen ziehen und in einer riesigen Singularitaet versinken (Ja da scheitert leider die Mahtematik das richtig zu beschreiben). Kommen sich zwei Teilchen sehr nahe (wenn sie nur Gravitativ Wechselwirken muessen sie das auch). Dann ensteht ein schwarzes loch, ohne dass der raum ein Koerper sein muss.

    Oder anderst gesagt wenn keine Energie da ware geabe es auch kein Raum.

    > Beispiel: Zwei sehr große Sterne umkreisen
    > einander. Dann entsteht in der Mitte ein Gravitationstief, dessen Kraft
    > genauso groß ist, wie die Fliehkraft. Die Kraft entspricht aber eher einer
    > Sogwirkung, vergleichbar mit einem schwarzen Loch. Es ist also keine
    > "Überschuss" da, sondern ein Mangel, in den andere schwere Körper
    > hineinfallen können.
    >
    > Stellt man sich nun eine rotierende Galaxie vor, so wird sich im Zentrum
    > auch ein "Mangel" einstellen... Es ist keine gigantische Masse, deren
    > Gravitation all die anderen Sterne beisammen hält.

    Bis jetzt kennt man bei der Gravitaion nur ein Vorzeichen (wenn wir mal nicht an Dunkle Energie denken). Also kannst du es Mangel oder Bindende Energie nennen, macht aber kein Unterschied.

    > Im Modell des leeren Raumes kann es nichts unterhalb der Null-Linie geben,
    > Leer ist eben Leer. Im zweiten Modell hingegen kann es einen Mangel, also
    > ein schwarzes Loch geben.

    Sowas wie negative Energie hat man aber auch noch nicht beobachtet, und macht physikalisch auch kein sinn (Natuerlich kann man damit rechnen, mit imaginaeren Zahlen kann man auch rechen hat aber auch noch kein mensch beobachtet)

    Also um es mal zusammen zu fassen, man kann nicht alles voneinander trennen, Raum Zeit Energie Masse sind alle miteinander verknuepft.

  20. Re: Und was wenn?

    Autor: IT.Gnom 03.08.12 - 15:31

    Raumzeitkrümmer schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Wenn sich aus einem rotierenden Doppelstern eine kleinere Masse löst und
    > (aus welchen Gründen auch immer) abgebremst wird, wo mag die sich
    > hinbewegen? Nach außen? Oder nach innen in Richtung gemeinsamer
    > Rotationsachse?
    >
    > Sie wird das letztere tun, und das, obwohl im Zentrum gar keine anziehende
    > Masse vorhanden ist. Dort befindet sich aber der tiefste Punkt des
    > gemeinsamen Gravitationstrichters.
    >
    > Auch die Sonne dreht sich nicht um die eigene Achse, sondern um das Zentrum
    > des Gravitationstrichters, erzeugt aus Sonne und allen sie umgebenden
    > Planeten.

    Wo ist denn das Zentrum dieses "Gravitationstrichters" ?
    Noch innerhalb der Sonne oder auf schon auf Höhe einer Planetenbahn ?



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 03.08.12 15:32 durch IT.Gnom.

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