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Erste Streuung von Licht an Licht
#1
Erste Streuung von Licht an Licht
Experimenteller Nachweis von Photonen-Wechselwirkung am LHC

Nach 80 Jahren endlich nachgewiesen: Physiker haben erstmals die Streuung von Licht an Licht beobachtet – ein Phänomen, dass in der klassischen Physik als unmöglich gilt. In der Quantenphysik jedoch wurde eine solche Photonen-Wechselwirkung schon 1935 vorhergesagt. Der erste experimentelle Nachweis gelang nun bei Kollisionen von Bleikernen im Teilchenbeschleuniger LHC.

[Bild: photonstreub.jpg]
Diphotonen-Ereignis im ATLAS-Detektor bei der Kollision zweier Bleikerne - bei diesem Ereignis wird Licht an Licht gestreut.
© ATLAS Collaboration 


Im Gegensatz zu Materieteilchen galt für Lichtteilchen in der klassischen Physik bisher: Photonen sind füreinander unsichtbar, sie spüren sich nicht. Wenn Lichtstrahlen sich kreuzen, dürften sie sich daher nicht beeinflussen. Nach den von James Clerk Maxwell aufgestellten Gleichungen zur elektromagnetischen Strahlung darf es auch eine Streuung von Licht an Licht nicht geben. 

Theoretisch möglich, aber nicht bewiesen

Doch durch die Quantenphysik änderte sich das Bild: Bereits im Jahr 1935 sagten die Physiker Werner Heisenberg und Hans Euler voraus, dass im Rahmen der Quantenelektrodynamik in ganz seltenen Fällen eine Wechselwirkung möglich sein könnte. Tatsächlich ist es Forschern inzwischen gelungen, durch geschickte Manipulation Photonen miteinander zu verkoppeln, so dass sie sich wie in einem Molekül oder einem Kristall verhalten.

"Die elastische Streuung von Licht durch Licht jedoch ließ sich bisher nicht beobachten – selbst die extrem intensiven Laserexperimente waren nicht stark genug, um dieses Phänomen zu erkunden", erklären die Physiker der ATLAS-Kollaboration, der Forschergruppe, die am Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) den Detektor ATLAS betreut. 



[Bild: photonstreu2m.jpg]
Quantenelektrodynamische Illustration einer Bleikern-KOllision (links) und der daraus resultierenden Licht-an-Licht-Streuung.
© ATLAS Collaboration 


Nachweis bei beinahe Kollision

Jetzt ist es den Physikern am LHC erstmals gelungen, die Licht-an-Licht-Streuung experimentell zu beweisen. Möglich wurde dies bei Kollisionen von Blei-Ionen mit einer Energie von fünf Teraelektronenvolt (TeV). Bei einigen wenigen solcher Kollisionen kommen sich Blei-Ionen nahe, zerbrechen aber nicht. 

Solche "ultra-peripheren Kollisionsereignisse" erzeugen in unmittelbarer Nähe der Bleikerne ein sehr starkes elektrisches Feld. "Diese von den kollidierenden Bleikernen erzeugten elektromagnetischen Felder können als quasirealer Strahl von Photonen betrachtet werden", erklären die Physiker. In ganz seltenen Fällen, so die theoretische Vorhersage, können zwei dieser begleitenden Photonen aneinander gestreut werden. 

13 Diphotonen-Ereignisse registriert

Die Signatur von insgesamt 13 solcher Diphotonen- Ereignisse haben die Physiker nun in den Daten des ATLAS-Detektors nachgewiesen. Wie sie berichten, liegt die Signifikanz ihrer Messergebnisse bei 4,4 Standardabweichungen. Sie entsprechen zudem genau dem, was nach den theoretischen Modellen für die Streuung von Licht an Licht zu erwarten wäre.

"Wir konnten damit zum ersten Mal einen Hinweis sehen, wie Lichtteilchen miteinander wechselwirken" erklärt Matthias Schott von der Universität Mainz, ein Mitglied der ATLAS-Kollaboration. "Wir haben eine unglaublich schöne Messung erhalten." (arXiv:1702.01625, 2017)



Quelle
Lautlos ist die Wahrheit, wie der Staub in einem tönernen Gefäß, das Gefäß kann brechen, was bleibt ist die Wahrheit.....
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#2
Nach allem, was ich hier gelesen habe und dem welche Eigenschaften das Photon hat (nicht die offiziell bekannten), hat man ein Resonanz-Verhalten der Photonen erreicht, innerhalb derer die Photonen ihrer Teilchen im gegenseitigen und ständigen Austausch nutzen - was zur Folge haben müßte, daß die Photonen - sei es im Zweierbund oder höher - nun ein eigenes Feld um Multi-Photonen-Konfiguration gebildet haben und somit ihre Kurzlebigkeit (auch wenn es in den offiziellen Tabellen anders steht) um ein vielfaches verlängert haben.
Aber letztendlich ist diese Konfiguration nicht auf Dauer haltbar.
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#3
So ein Unsinn, jedes pumpen und jede Interferenz ist eine Streuung.
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#4
(03.05.2021, 06:33)Dieter Grosch schrieb: So ein Unsinn, jedes pumpen und jede Interferenz ist eine Streuung.

Das ist nicht richtig - denn jede Interferenz ist meßtechnisch nur keine genaue Erfassung und Registrierung von Feldern und damit von Kräften.
Die Fluktuation ist hingegen die abwechselnde Erfassung als auch Nichterfassung von Teilchen unterschiedlicher Art und deren Felder und somit deren Kräfte - denn positive bzw. negative  Kräfte werden werden aus Gründen der Polaritäts-Ordnung nicht erfaßt - es sei denn sie sind intergrierte Bestandteil der geltenden Konfiguration.
Ich weiß, daß das schwer zu verstehen ist - aber schaue Dir bitte den Artikel über die Polaritäts-Ordnungen, -Gesetze und Regeln an - es sind Pan-Gesetze - sie sind durch die Vorherrschaft der Materie a.s. bestimmt.
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#5
(03.05.2021, 21:56)HBauer130250 schrieb:
(03.05.2021, 06:33)Dieter Grosch schrieb: So ein Unsinn, jedes pumpen und jede Interferenz ist eine Streuung.

Das ist nicht richtig - denn jede Interferenz ist meßtechnisch nur keine genaue Erfassung und Registrierung von Feldern und damit von Kräften.
Die Fluktuation ist hingegen die abwechselnde Erfassung als auch Nichterfassung von

Dein Problem ist, Du verstehst die Interferenz nicht das ist aber nichts als die Addition von Kraftamplituden,  denn jedes Photon ist ein sich mit r^2 abschwächendes Kraftfeld und wenn zwei sich überlagern  die aus verschiedenen Richtungen kommen, dann entstehen nun mal l Maxima und Minima. Schau Dir das Bild an. und da ein bewegtes Teilchen auch ein Feld bekommt,  ist es egal, ob es nun ein bereits bestehende Welle war, oder es das Feld des Teilchens ist.


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#6
(04.05.2021, 04:42)Dieter Grosch schrieb:
(03.05.2021, 21:56)HBauer130250 schrieb:
(03.05.2021, 06:33)Dieter Grosch schrieb: So ein Unsinn, jedes pumpen und jede Interferenz ist eine Streuung.

Das ist nicht richtig - denn jede Interferenz ist meßtechnisch nur keine genaue Erfassung und Registrierung von Feldern und damit von Kräften.
Die Fluktuation ist hingegen die abwechselnde Erfassung als auch Nichterfassung von

Dein Problem ist, Du verstehst die Interferenz nicht das ist aber nichts als die Addition von Kraftamplituden,  denn jedes Photon ist ein sich mit r^2 abschwächendes Kraftfeld und wenn zwei sich überlagern  die aus verschiedenen Richtungen kommen, dann entstehen nun mal l Maxima und Minima. Schau Dir das Bild an. und da ein bewegtes Teilchen auch ein Feld bekommt,  ist es egal, ob es nun ein bereits bestehende Welle war, oder es das Feld des Teilchens ist.

Du darfst aber mechanische Wellen nicht Teilchen-Wellen verwechseln - mechanische Wellen können sich gegenseitig verstärken, vermindern oder aufheben - hingegen können das Teilchen-Wellen nicht so ohne weiteres - es sei denn ihre Frequenzen sind mittels Resonanz synchronisiert worden, dann bilden die Teilchen einen gemeinsamen Block mit einer Frequenz.
Aber eine gegenseitige Aufhebung ist nur auf einer unteren Teilchen-Ebene zu erreichen.
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#7
(04.05.2021, 10:29)HBauer130250 schrieb: Du darfst aber mechanische Wellen nicht Teilchen-Wellen verwechseln - mechanische Wellen können sich gegenseitig verstärken, vermindern oder aufheben - hingegen können das Teilchen-Wellen nicht so ohne weiteres - es sei denn ihre Frequenzen sind mittels Resonanz synchronisiert worden, dann bilden die Teilchen einen gemeinsamen Block mit einer Frequenz.
Aber eine gegenseitige Aufhebung ist nur auf einer unteren Teilchen-Ebene zu erreichen.

Das ist der Unterschied zwischen uns. Bei mir gibt es nur eine Welle und die entsteht durch die Kraftänderung bei Bewegung, denn Du teilst die Kraftänderung nach dem Messverfahren ein , obwohl es sich nur um Kraft handelt.
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#8
(04.05.2021, 11:31)Dieter Grosch schrieb:
(04.05.2021, 10:29)HBauer130250 schrieb: Du darfst aber mechanische Wellen nicht Teilchen-Wellen verwechseln - mechanische Wellen können sich gegenseitig verstärken, vermindern oder aufheben - hingegen können das Teilchen-Wellen nicht so ohne weiteres - es sei denn ihre Frequenzen sind mittels Resonanz synchronisiert worden, dann bilden die Teilchen einen gemeinsamen Block mit einer Frequenz.
Aber eine gegenseitige Aufhebung ist nur auf einer unteren Teilchen-Ebene zu erreichen.

Das ist der Unterschied zwischen uns. Bei mir gibt es nur eine Welle und die entsteht durch die Kraftänderung bei Bewegung, denn Du teilst die Kraftänderung nach dem Messverfahren ein , obwohl es sich nur um Kraft handelt.

Du akzeptierst nicht den Unterschied zwischen den Kräften innerhalb der Festkörper- und Stoff-Physik und den Kräften innerhalb der Teilchen-Physik - wobei reine mechanische Wellen absolut nichts mit den Wellen bzw. Kräften der Teilchen gemein haben.
Während sich mechanische Wellen - wie z.B. Schallwellen dadurch fortsetzen, weil der Stoß (Bewegung) eines Atoms bzw. eines Molekül an ein nächstes Atom bzw. Molekül und wieder an das nächste Atom bzw. Molekül und somit immer weitergeben wird - entsteht eine Welle innerhalb der Teilchen-Welt dadurch, daß sich Kraftfelder von Teilchen linear ausrichten und synchronisieren - sich aber als Teilchen selbst nicht bewegen - weil die gleichgeschalteten und synchronisierten Feld-Kräfte eine Quelle und einen Zielpunkt haben.
Lichtwelle sind aber nur eine scheinbare Welle - da die Photonen entweder von Erregerstrom erzeugt werden oder der Erregerstrom beim erfaßten Teilchen eine Reaktion in Form einer Photonen-Abgabe hervorruft - aber das Photon bewegt sich dann natürlich - weshalb es auch als Welle gemessen wird.
Du siehst man muß auch innerhalb der Teilchen-Physik genau unterscheiden - ob es eine reine Kraftübermittlung ohne Teilchenwanderung oder eine Welle mit Teilchenwanderung ist.
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#9
(04.05.2021, 12:39)HBauer13025 schrieb: Während sich mechanische Wellen - wie z.B. Schallwellen dadurch fortsetzen, weil der Stoß (Bewegung) eines Atoms bzw. eines Molekül an ein nächstes Atom bzw. Molekül und wieder an das nächste Atom bzw. Molekül und somit immer weitergeben wird - entsteht eine Welle innerhalb der Teilchen-Welt dadurch, daß sich Kraftfelder von Teilchen linear ausrichten und synchronisieren - sich aber als Teilchen selbst nicht bewegen - weil die gleichgeschalteten und synchronisierten Feld-Kräfte eine Quelle und einen Zielpunkt haben.

Richtig und die müssen sich bewegen, ob die Ursache des Empfangs nun ein Teilchen ist, oder nur deren Kraftfeld ist physikalisch vollständig uninteressant.
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