Unsere Atomlehre?
Hallo liebe Leute, ich war bei Infineon und hatte das große Glück durch ein Elektronenmikroskop zu sehen. Was ich sah, waren Ansammlungen von Atomen, also den kleinen Kügelchen. Niemand kann in Atome sehen.
Trotzdem gibt es Wissenschaftler, die ganz genau wissen, in welche Richtung sich sogar die Elektronen drehen und alles über diese kleinen Kügelchen wissen, obwohl sie nicht gesehen haben, was darin ist.
Was ich ebenfalls nicht verstehe, daß es Kommissionen gibt, die solche Leute hoch belohnen, für eine Arbeit, die sie gar nicht beweisen können, oder widerlegen können.
Woher kommt es und mit welchem Recht, daß einfach Fakten in die Welt gesetzt werden, die niemand beweisen kann, viel schlimmer noch, von den meisten Menschen angenommen werden, als richtig?
7 Antworten
Ein Elektronenmikroskop macht keine Atome sichtbar - ein Tunnelrastermikroskop kann das, aber durch keines von beiden kann man "durchschauen".
Es gibt im Atom keine kleinen Kügelchen, die um große Kügelchen kreisen. Diese Vorstellung ist überholt. Auch weiß man nicht, wo Elektronen in der Atomhülle sind, weil es dort keine scharfen Orte für sie gibt.
Es gibt Wellenfunktionen, die Eigenvektoren des Hamiltonoperators (im unendlichdimensionalen Hilbertraum, der Funktionen auf Vektoren abbildet) sind, was sie zu stabilen Zuständen macht (mit der Energie als Eigenwert). Anschaulicher wird es leider nicht.
*)Welle und Teilchen sind nur zwei Sichten auf das Gleiche im Sinne der Unschärferelation. Erzwingt man experimentell Ortsschärfe, hat man Teilchen, erzwingt man Impulsschärfe*, hat man Wellen. Anders gesagt: das Absolutquadrat einer Wellenfunktion an einem Ort ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, dort ein Teilchen "anzutreffen". Der Impuls hängt direkt mit der Wellenlänge zusammen. Wirklich genau kann man die Wellenlänge aber nur bei einem unendlich langen Wellenzug messen - je kürzer der Wellenzug, desto genauer der Ort, desto unschärfer die Wellenlänge und damit der Impuls.
Und Elektronen "drehen" sich nicht. Sie haben Spinquantenzahlen, also eine vektorielle Erhaltungsgröße, die dem Drehimpuls in der makroskopischen Welt entsprechen, die aber keine Drehung sind. Der Spin ist messbar, und wer schon mal in einem MRT gelegen hat, hat mit seiner Diagnose davon profitiert.
Was es aber für jeden beobachtbar gibt, sind Leute, die keine Lust haben, sich damit ernsthaft zu beschäftigen, weil es ihnen zu abstrakt ist, und es dann einfach ablehnen. Solchen bin ich schon begegnet.
Auch weiß man nicht, wo Elektronen in der Atomhülle sind, weil die Stabilität für Impulsschärfe* und damit Ortsunschärfe sorgt.
Für Elektronen in einem Energie-Eigenzustand ist die Impulsinvarianz ungleich null, denn der Kommutator [H,p] verschwindet nur bei freien Teilchen. Da H und p nicht vertauschen, können sie auch nicht gleichzeitig "scharf" gemessen werden. Anschaulich gesprochen ist der Impuls deshalb genauso unscharf wie der Ort.
Man kann es nicht wirklich wissen wie es in Warheit ist, das stimmt schon, aber man kann Theorien entwickeln die konkrete Dinge vorhersagen und wenn man dann Experimente macht, kann eine Theorie bestätigt werden. So kann man dann die Theorie, auch mit neueren Daten, immer weiter verfeinern und mit weiteren Experimenten schauen, ob die Theorie bestätigt oder widerlegt wird.
Anders geht es nicht, man kann nur schauen, ob sich etwas widerlegen lässt, oder ob vorhersagen Eintreffen.
Über Spektroskopie kann man Aussagen über den Aufbau der Atomhülle treffen. Kernphysiker dringen dank Beschleunigern bis in den Atomkern vor und können sogar Aussagen über die innere Struktur der Kernbestandteile (Neutronen, Protonen) machen.
Die Erwartung, dass man direkt etwas sehen können muss, ist naiv: Sind doch Lichtwellenlängen viel länger als die Größe von Atomen. Daher haben wir entsprechende Sensorik und bildgebende Verfahren entwickelt, um uns trotzdem ein Bild vom Kleinsten zu machen.
Man kann Messungen an den Atomen durchführen. Damit kann man die noch kleineren teilchen sehen aber wie gesagt es sind eben nur Messungen. Aber solche Messinstrumente kosten eben schnezmal 1MRD€ und ein Elektronen Mikroskop macht die Messung eben nur mithilfe von Tunnelströmen also die atome selbst wirst du eben nicht sehen können.
Auch das "Sehen" ist ja am Ende nur eine Wechselwirkung verschiedener Teilchen
Im Teilchenbeschleuniger werden Atome mit extrem hoher Geschwindigkeit aufeinander geschossen. Diese Atome "zerreißt" es beim Zusammenstoß und man kann sichtbar machen, dass sie sich in noch kleinere Teilchen zerlegen.
Bevor das Elektronenmikroskop vor 90 Jahren erfunden wurde konnte man nicht einmal Atome sehen. Trotzdem waren die Vorhersagen, dass sie existieren absolut korrekt.
In der Schweiz haben wir viel für den Cern gearbeitet und verkauft. Ich weiß von den Dingen. Trotzdem bin ich erschüttert, welche Lehren öffentlich anerkannt sind und verbreitet werden, ohne daß es handfeste Beweise dafür gibt.
Trotz allem, weiß ich immer noch nicht, was die kleinsten Teilchen sind.
Es wird nie handfeste Beweise geben. Das Maximum was Wissenschaft machen kann ist Vorhersagen der Art "wenn ich recht habe, dann müsste dies und das passieren, wenn dies und das gemacht wird" zu treffen.
Treffen diese Vorhersagen ein ist das ein Hinweis, dass man vermutlich richtig lag. Zumindest so lange bis jemand durch Experimente heraus findet, dass es anders sein muss i.e. es falsifiziert.
Dann sagen Sie also, daß die Atome oder Elektronen, die kleinsten Teilchen sind?