Welche Teilchen sind virtuelle Teilchen?

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3 Antworten

Quantenfluktuation - stets und überall präsent - erzeugt Paare (X,Y) von Elementarteilchen, derart dass

  • X Antiteilchen von Y ist (und umgekehrt)
  • und beide Teilchen sich meist - aber nicht immer - fast sofort wieder auslöschen.

Man nennt X und Y virtuelle Teilchen, wenn sie nur extrem kurz existieren, genauer: wenn sie nur sie nur so kurz existieren, dass man sie einzeln nicht nachweisen kann.

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Kommentar von Raph101
30.07.2016, 18:05

Das ist mir klar aber was sind das nun für Teilchen? Quarks, Photonen, Gluonen, Elektronen,...?

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Kommentar von Raph101
30.07.2016, 20:55

Danke!
Aber noch ne frage: Das erinnert mich irgendwie an die Energie-Zeit Unschärfe. Irgendwie hab ich aber im Internet nirgends was verständliches dazu gefunden. Hast du dazu vielleicht einen Verständlichen Link?:)

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Kommentar von Raph101
31.07.2016, 14:13

Wenns mich nicht täuscht hab ich das PDF schon mal gelesen und nicht verstanden bzw. unzureichend. Aber ist die Energie-Zeit Unschärfe auch genau so zu Interpretieren wie es der Name sagt, oder ist das wie mit den Antiteilchen die in der Zeit zurückreisen, wobei das nur eine Methode ist die negative Energie aus der Welt zu schaffen.
Danke!

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Kommentar von Raph101
31.07.2016, 19:48

Also gibt es in der Quantenphysik gar keine Bestimmte Zeit sondern nur eine Zeitspanne  die je nachdem wie genau die Energie bestimmt wird schwankt?

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Wenn solche Teilchen- Antiteilchen Paare im Vakuum entstehen...was sind das für Teilchen. Sind das Elektronen, Quarks oder gar Protonen oder was ganz anderes?

Das ist eine gute Frage, denn in Zusammenhang mit der Vakuumfluktuationen scheint sich übrigens insbesondere populärwissenschaftliche Literatur gern darüber auszuschweigen, welcher Art Teilchen hier als virtuelle Teilchen auftreten sollen. Ich habe jedenfalls noch nicht viel Konkretes darüber gelesen, was es sein soll.

Abgesehen von dem, was Reggid gesagt hat, nämlich dass das Gerede von den virtuellen Teilchen eine höchst missverständliche populärwissenschaftliche Verkürzung darstellt, dürften virtuelle Teilchen eher »Kraftteilchen« als Materieteilchen sein, also wohl nicht Elektronen, sondern Photonen und nicht Quarks, sondern Gluonen.

Ursprünglich habe ich nämlich von »virtuellen Teilchen« nicht in Zusammenhang mit Vakuumfluktuationen gelesen, sondern primär in Zusammenhang mit der Wechselwirkung von Materieteilchen gehört oder vielmehr gelesen, als Modellvorstellung dafür, wie zwischen z.B. geladenen Teilchen der Impulsübertrag funktioniert.

Der Terminus »virtuell« bedeutet, dass es sich nicht um als solche nachweisbare Teilchen handelt, weder im Falle der Photonen noch beispielsweise im Falle der Gluonen.

Es ist aber ein Modell. Das ist freilich das Wort »Teilchen« überhaupt, denn eigentlich gibt es »Teilchen« im Sinne von »Korpuskeln« eigentlich nicht, sodass sich die Frage, ob etwas Teilchen oder Wellen seien, eigentlich nur stellt, wenn man dieser klassischen Vorstellung verhaftet ist, dass ein »Teilchen« etwas Kompaktes, mehr oder weniger Lokalisierbares und vor allem Zusammenhängendes zu sein habe.

Es gibt eigentlich nur Felder, die letztlich aus Feldquanten bestehen, die manchmal gewisse »Teilchen«-Eigenschaften zeigen (das gilt zumindest für Materieteilchen), in jedem Fall aber auch Welleneigenschaften haben.

Insbesondere die Vorstellung von Photonen als. Wellenpaketen, die man auf ihrem Weg von A nach B verfolgen könnte, ist komplett falsch. Es gibt solche Wellenpakete, aber die haben keine bestimmte Photonenzahl, und andererseits nimmt ein einzelnes Photon in einem Kasten aufgrund seiner definierten Energie und somit Frequenz und Wellenlänge immer den gesamten Raum des Kastens ein. Auch hier, bei reellen »Teilchen«, erweist sich die Interpretation von Quanten als »Teilchen« schon als grob vereinfachte Modellvorstellung.

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Kommentar von Raph101
30.07.2016, 18:03

Danke!

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Kommentar von Reggid
30.07.2016, 20:56

...dürften virtuelle Teilchen eher »Kraftteilchen« als Materieteilchen sein, also wohl nicht Elektronen, sondern Photonen und nicht Quarks, sondern Gluonen.



also wenn man schon störungstheorie verwendet, dann treten "virtuelle elektronen" und "virtuelle quarks" genauso auf wie "virtuelle photonen" oder "virtuelle gluonen". oder jedes andere "virtuelle teilchen".

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das wichtigste was man über "virtuelle teilchen" wissen sollte, ist dass man sie nicht überinterpretieren sollte. leider geschieht genau das in vielen vielen populärwissenschaftliche quellen.

kurz gesagt: das was man "virtuelle teilchen" nennt sind nur rechengrößen, die in einer ganz bestimmten näherungsmethode für bestimmte ausdrücke auftauchen (wenn man andere näherungsmethoden zum rechnen verwendet, treten z.B. überhaupt nie irgendwo sog. "virtuelle teilchen" auf).

und es springen nicht wirklich teilchen-antiteilchen paare aus dem vakuum. der vakuum-zustand ist zeitunabhängig, da springt nichts raus (was ja schon allein die energieerhaltung verbieten würde)

zum nachlesen über "virtuelle teilchen" vielleicht ganz gut hier: https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/virtual-particles-what-are-they/

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Kommentar von SlowPhil
29.07.2016, 00:54

…(was ja schon allein die energieerhaltung verbieten würde)…

Besitzt nicht die Energie in einem gewissen Volumen auf kleinen Zeitskalen eine gewisse Unbestimmtheit, die umso größer ist, je kleiner die Zeitskala ist? Es gilt dies jedenfalls für ein Wellenpaket, das ja eine Überlagerung aus unterschiedlichen Wellenlängen und damit auch Energien darstellt.

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Kommentar von SlowPhil
29.07.2016, 09:52

Beruht nicht der Kasimir - Effekt auf solchen 'virtuellen Teilchen', respektive dienen nicht dieser als anschauliches Modell dafür? Und werden nicht Wechselwirkungen teilweise mit virtuellen 'Kraftteilchen' (etwa Photonen beim Elektromagnetismus) beschrieben?

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Kommentar von Raph101
29.07.2016, 12:43

Danke.
Aber ist nicht die hawkin Strahlung grade ein Effekt dieser virtuellen Teilchen?:)

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