Stimmt das dass Materie eine Welle ist?
- Energie soll ja auch eine Welle sein. (E=MC2)
- Und der Urknall war eine Welle im nichts?
Hab ich das alles richtig gesagt?
7 Antworten
nein.
Teilchen und Wellen sind komplementäre Modelle der selben Sache, das gilt für Materie und für Austauschteilchen der Wechselwirkungen.
Masse und Energie ist äquivalent.
Der Urknall war ein Singulärer Zustand, über den nichts genaues bekannt ist, weil die bestehende Quantenfeldtheorie für dessen Energiedichte nicht gilt.
Nichts davon hat damit zu tun, dass etwa "alles eine Welle sein soll".
MMn ist das eine falsche Formulierung und zeugt von einer falschen Forstellung!
Materie kann sich in bestimmten Eperimenten wie eine Welle verhalten! Sogar relativ große und schwere Objekte (C60-Buckyballs). Damit sind sie (theoretisch) auch 'nur' Quantenobjekte, wie Elementarteilchen, oder Lichtwellen, die sich umgekehrt in einigen Experimenten wie Materie verhalten können.
Das hört sich immer unheimlich schlau an...aber wenn das jemand sagt, würde ich immer fragen, welche Experimente das sind!? Ich kenne (nur) jeweils eins! Und die könnte ich auch detailliert erklären. Wer das nicht kann, versucht nur schlauer zu tun, als er ist, obwohl wenig dahinter steckt.
Die EinsteinFormel hat da zB wenig zu tun! Das ist die Masse-Energie-Äquivalenz, die erstmal wenig mit QuantenEigenschaften zu tun hat.
Nach der Quantentheorie "ist" Materie Wellen (nicht nur eine) - je nach Betrachtungsweise. (Man kann sagen, dass sich alles als Welle ausbreitet und als Punktteilchen reagiert.)
Die Gleichung Energie = Masse mal Quadrat der Lichtgeschwindigkeit kommt aus der (speziellen) Relativitätstheorie und hat mit irgendwelchen Wellen direkt überhaupt nichts zu tun. (Indirekt schon, wenn die Energie zufällig nur in Wellenform auftreten kann, wie das Licht).
Wie schon oben gesagt, verhält sich alles - auch Energie - beim Ausbreiten als Welle. Allerdings schwingen diese Wellen "quer" zur Realität - man braucht "komplexe" Zahlen, um diese Wellen zu beschreiben.
Der Urknall ist die Singularität am Beginn der Zeit, genauer das, was aus der Singularität etwas Nichtsinguläres gemacht hat. Da es in der Singularität weder Raum noch Zeit gibt, kann der Urknall keine räumliche und/oder zeitliche Welle sein. Ob er sich in anderer Hinsicht als Welle auffassen ließe, wäre eine Frage, die über die uns bekannte Physik weit hinausgeht.
Nein. Materie kann sich aber nach der Kopenhagenerdeutung verhalten wie eine Welle.
Interpretiert wird es in der Quantenmachanik als eine "Wahrscheinlichkeitswelle" nach dem Motto:
"Wie wahrscheinlich ist es, daß Teilchen hier zu finden?"
Diese Wahrscheinlichkeitsverteilung verhält sich wie eine Welle. Bzw das Quadrat der Wahrscheinlichkeitswelle ergibt die Wahrscheinlichkeitsverteilung. Wie ist das zu verstehen?
Stell dir vor, ich hätte 3 Hütchen und unter ein Hütchen befindet sich eine Kugel. Du weißt aber nicht unter welchem Hütchen sich die Kugel befindet.
Du weißt aber, dass du die Kugel zu 1/3 unter dem ersten Hütchen, zu 1/3 unter dem zweiten Und zu 1/3 unter dem dritten findest.
Ziehen wir nun von dem Bruch die Wurzel, und schauen uns die Verteilung im Diagramm an, so können wir das Borzeichen als + oder - definieren und eine Verteilung konstruieren, die einer Wellenverteilung ähnelt.
Stell dir vor, wir würden diese Wahrscheinlichkeitsverteilung nun mit einer weiteren überlagern. Dann würden sie entsprechen interagieren und interferieren.
Der aber witzige Unterschied ist nun, dass während sich die Kugel real unter eine der 3 Hütchen befindet, befindet sich das "Teilchen" real zu 1/3 unter eine der 3 Hütchen. Das heißt die Natur weiß selber nicht wo sich das Teilchen befindet. Erst die Messung (die aufgrund der Messung für eine überlagerung sorgt) zwingt das Teilchen dazu sich gewissermaßen für einen Aufenthaltsort zu entscheiden.
Das ist das schwierige in der Quantenmechanik.
Der eigentliche Grund dafür, dass Materie Welleneigenschaften zeigt, liegt darin, dass man Quantenobjekten keinen exakten (scharfen) Ort zu einem exakten (scharfen) Zeitpunkt (Unschärferelation) zuweisen kann, sondern nur eine gewisse Wahrscheinlichkeit sich hier oder dort aufzuhalten. Diese Wahrscheinlichkeit entwickelt sich nach einem deterministischen Gesetz über die PSI-Funktion, deren Quadrat die Wahrscheinlichkeit ist. Diese Funktion ist wellenähnlich (Sinus-Derivat). Sie ist aber eine abstrakte mathematische Funktion im Phasenraum und keine reale Welle, wie etwa eine elektromagnetische Welle oder eine Wasserwelle. Diese Psi-Funktion ist eine Verallgemeinerung "Deiner" de-Broglie Materiewelle. Die de Broglie Welle ist nach deren "Entdecker" oder besser "Erfinder" (=Aufsteller des Postulats, dass es reale Materiewellen gibt) benannt. So manches in der Physik ist auch Ansichtssache oder eine Frage der Interpretation oder der Definition.