Frage von Usedefault, 66

Wie schnell sind Eichbosonen?

Hallo!

Wenn man 2 Elektronen sehr weit von einander platziert und dann 1 Elektron ein wenig bewegt, wie lange dauert es, bis das andere Elektron davon etwas bemerkt? Sprich: Wird der Effekt mit V = C übertragen? Und was passiert mit dem Eichboson, wenn es seine Wirkung überbracht hat? Verschwindet es? Und wie viele Eichbosonen werden pro Sekunde pro Elektron verschickt?

Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 27

Die maximale Wechselwirkungsgeschwindigkeit ist c, d.h. wenn ich einen Ladungsträger (Elektronen würde ich da nicht nehmen, die sind so leicht, da weiß man nie genau, wo sie sind) bei x₀ zum Zeitpunkt t₀ verschiebe, wird dies ein Ladungsträger bei x₁ erst zum Zeitpunkt

t₁ = t₀ + (x₁ – x₀)/(c)

»spitzkriegen«, d.h. erst dann darauf reagieren. Man bedenke, dass jedes Ereignis

(t₀₁; x₁)    mit    t₀ < t₀₁ < t₁ 

raumartig von (t₀; x₀) entfernt ist, d.h. es gibt ein Koordinatensystem, in dem t₀₁ früher ist als t₀. 

Es ist übrigens nicht glücklich, von einem »Austausch virtueller Photonen« oder dergleichen zu sprechen.

Abgesehen davon, dass »Teilchen« sowieso nicht kleine Murmeln oder dergleichen sind, sondern sich eher als elementare Anregungen eines Materiefeldes verstehen lassen, sind erst recht »virtuelle Teilchen« nicht wirklich Teilchen. Hierzu gibt es eine Internetseite:

https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/virtual...

Kommentar von Usedefault ,

Ich werde heute zu Gott beten, er möge die wellenförmigen Materiefelder zu kompakten Murmeln umwandeln, welche sich leichter verstehen lassen.

Kommentar von SlowPhil ,

Wenn er Dich erhört, funktioniert die gesamte Chemie nicht mehr, und Du wirst in Ermangelung Deiner Existenz nicht dazu kommen, die größere Leichtigkeit des Verstehens genießen zu können.

Antwort
von PhotonX, 31

Die elektromagnetische Wechselwirkung wird mit v=c übertragen, genauso die starke Kernkraft, aber nicht die schwache Kernkraft! Ich vermute, dich interessiert die elektromagnetische Wechselwirkung zwischen zwei Elektronen, dort ist also v=c. Das Eichboson (in diesem Fall ein Photon) wird von einem Elektron emittiert und vom anderen absorbiert, ist danach also nicht mehr da.

Wie viele Photonen pro Sekunde verschickt werden kann man so nicht sagen, denn mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit sind unterschiedliche Elementarprozesse im Spiel (Stichwort Feynman-Diagramme), wo auch mal mehrere Photonen zugleich unterwegs sind.

Kommentar von Usedefault ,

Und wie soll ich das verstehen? Wenn sich das Elektron auf das andere Elektron zubewegt, dann müssen ja ständig Photonen ausgewechselt werden. Sonst würde ja ein Lag entstehen, wie bei schlechter Internetverbindung. Und woher nimmt das Elektron so viele Photonen her, um dann mit so vielen Elektronen wechselzuwirken?

Kommentar von PhotonX ,

Klar, es gibt auch Feynman-Diagramme mit mehreren Photonen in diesem Streuprozess.

Kommentar von PWolff ,

Es werden ja auch ständig Photonen ausgetauscht.

Das sind virtuelle Photonen, die eine "negative Energie" haben, also nicht nach außen in Erscheinung treten.

Für Photonen gibt es - wie generell für Austauschbosonen - keine Erhaltungszahl, das System kann sich also so viele nehmen, wie es gern hätte. Man kann sich auch vorstellen, dass das Vakuum ein See aus allen möglichen Teilchenarten ist, wobei aber alle diese Teilchen "negative Energie" haben und deshalb von außen nicht beobachtbar sind. Nur für Wechselwirkungen können sie temporär herangezogen werden.

Antwort
von Reggid, 11

Wie schnell sind Eichbosonen?

photonen c (vakuumlichtgeschwindigkeit), W u. Z bosonen je nach kinetischer energie, aber immer langsamer als c. gluonen hätten prinzipiell aufgrund ihrer masselosigkeit auch c, aber nachdem es gar keine freien gluonen gibt macht die frage nach ihrer geschwindigkeit wohl nicht wirklich sinn.

Wird der Effekt mit V = C übertragen? 

ja

Und was passiert mit dem Eichboson, wenn es seine Wirkung überbracht hat?

in einem elektrostatischen feld gibt es keine photonen. photonen entsprechen elektromagnetischen wellen in der klassischen physik.

Und wie viele Eichbosonen werden pro Sekunde pro Elektron verschickt?

wenn sich das elektron in ruhe oder gleichförmiger bewegung befindet: gar keine.

beschleunigte ladungen hingegen strahlen elektromagnetische wellen ab (-->photonen)

Kommentar von Usedefault ,

Wenn das Photon Ruhemasse hätte, würde das Elektron alsbald keine mehr haben, klingt plausibel. Und wenn das Elektron beschleunigt wird sendet es zugleich immer Photonen aus?

Kommentar von Reggid ,

Wenn das Photon Ruhemasse hätte, würde das Elektron alsbald keine mehr haben, klingt plausibel.

ich weiß nicht worauf du hier anspielst. was klingt plausibel? wie kommst du darauf dass elektron keine masse mehr hätten, wenn photonen massiv wären?

Und wenn das Elektron beschleunigt wird sendet es zugleich immer Photonen aus?

ja. beschelunigte ladungen strahlen elektromagnetische wellen ab. das ist bereits eine erkenntins der klassischen elektrodynamik.

Kommentar von Usedefault ,

Ich dachte, wenn Photonen Masse hätten, müsste die Masse ja von irgendwo herkommen?

Antwort
von achimhausg, 12

Man kann es nicht genau sagen, da, wenn Alles aus einer Singularität kommt (Urknalltheorie), Alles mit Allem Verschränkt sein müsste.

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