Theoretische Physik – die neusten Beiträge

Warum wird angenommen, dass eine Längenkontraktion durch die Zeitdilatation verursacht wird, wenn es auch umgekehrt erklärbar wäre?

Mir erscheint es viel wahrscheinlicher, dass es sich bei der Längenkontraktion um die Ursache handelt, anstatt um die Wirkung, da die zeitliche Ursache dagegen eine deutlich geringere Wahrscheinlichkeit bietet. Mir stellt sich vor allem die Frage, warum die Zeit als Ursache gewählt wurde. Gibt es möglicherweise Gründe dafür?

Der Vorteil meiner Überlegung wäre nämlich, dass ein räumlicher Abstand bereits die notwendigen Eigenschaften hat, um mathematisch plausibel zu sein, und keinerlei hypothetischer Konstruktionen notwendig sind oder prinzipielle Bedingungen erfüllt werden müssen, die eine gleichzeitig beliebig genaue Bestimmung von Ort und Impuls verbieten und damit der Mathematik nur unbestimmt wahrscheinliche Lösungswege aufzwingt. Obwohl die Längenkontraktion völlig unkomplizierte Vorhersagen von Ort und Impuls auch im ruhenden Zustand ermöglicht.

Denn inzwischen häufen sich nämlich die akademisch korrekt belegbaren Feststellungen, dass die notwendige 4. Dimension nur von räumlicher Natur sein kann. Siehe dazu z.B. die Antwort auf die Frage von CatsEyes.
Was ist "Photon-Photon-Streuung"?

Ich hatte zwar bereits die folgenden Fragen gestellt:

Ist Zeit eine Qualität und von unidirektional invarianter Natur,
oder ist sie eine Quantität von bidirektional variierender Natur?

Wie kommt die Zeit zu ihrer Quantität, um sie als Formel nutzen zu können?

Dennoch erhielt ich bisher noch keine befriedigende Antwort, und auch wenn teilweise konstruktive Diskussionen entstanden sind, könnte ich nicht von einer befriedigende Antwort sprechen.

Chemie, Naturwissenschaft, Physik, Relativitätstheorie, theoretische Physik, Zeit, Zeitdilatation, Längenkontraktion

Wie funktioniert das Gesetz der Dynamik?

Das Gesetz der Dynamik versus Relativitätstheorie

Nun ist es dem Physikstudenten Germain Tobar gelungen, das Paradoxon mathematisch aufzulösen. Das grundsätzliche Problem liegt in dem Widerspruch zwischen zwei physikalischen Theorien. Tobar erklärte nun dem Magazin Science Alert: „Die klassische Dynamik besagt, dass man, wenn man den Zustand eines Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt kennt, daraus die gesamte Geschichte des Systems ablesen kann.“ Doch die Relativitätstheorie stellt das auf den Kopf: Nach ihr kann ein Ereignis sowohl in der Vergangenheit als auch in der Zukunft liegen. Tobar weist nach, dass sich die Raumzeit anpassen kann, um Paradoxien zu vermeiden. Wenn zum Beispiel jemand in die Vergangenheit reisen würde, um eine Krankheit zu stoppen, hätte die Person die Krankheit gar nicht, die sie zur Reise motivieren würde. Laut Tobar würde sich die Krankheit dann zum Beispiel auf einem anderen Weg verbreiten. Was auch immer der oder die Zeitreisende unternehmen würde: Die Krankheit könnte nicht aufgehalten werden.

Zeitschleifen sind mit der Physik vereinbar

Die Arbeit

untersucht den Einfluss deterministischer Prozesse auf die Grundlagen von Regionen im Raum-Zeit-Kontinuum. Sie kommt zu dem Ergebnis, dass die Einstein’schen Zeitschleifen aus der Realtivitätstheorie durchaus mit dem freien Willen und der Physik vereinbar sind. Der Leiter der Forschungen ist Fabio Costa von der University of Queensland. Er sagt: „Die Mathematik stimmt – und die Ergebnisse sind der Stoff, aus dem Science-Fiction gemacht ist.“ Costa fasst die Ergebnisse so zusammen: „Man kann noch so sehr versuchen, ein Paradoxon zu erzeugen, die Ereignisse werden sich immer anpassen, um jede Inkonsistenz zu vermeiden.“

https://www.msn.com/de-de/finanzen/top-stories/zeitreisen-physikstudent-gelingt-es-das-gro%C3%9Fvaterparadoxon-mathematisch-aufzul%C3%B6sen/ar-AA1lRHQT?ocid=msedgdhp&pc=U531&cvid=8f32f31f7ee84fd1a54d461396725ef5&ei=66

Dynamik, Relativitätstheorie, theoretische Physik, Zeitreise

Wie schnell sind Qbits?

Guten Abend,

ich befasse mich momentan intensiv mit dem Thema Quantencomputer, da ich diese Woche noch einen Vortrag dazu halten werde. Ich möchte eine Formel, mit welcher ich zeigen kann, wie viel schneller Qbits als Bits sind. Qbits habe ich dabei so verstanden, dass diese in ihrer Superposition zwei verschiedene Werte annehmen könnten 0 und 1. Des Weiteren können sie miteinander verschränkt sein, was diesen Effekt exponentiell verstärkt. Trotzdem heißt es immer Qbits können 2^n viele Bit-Zustände annehmen, was jedoch genauso viele wären, wie normale Bits oder? Auf einer Info-Seite http://www.quantencomputer-info.de/quantencomputer/quantencomputer-einfach-erklaert/ habe ich noch eine andere herangehensweise gefunden.

Hier wurde gesagt, dass es 256 Bits bedürfte um 1 Qbit darzustellen. Dieser Wert würde sich mit jedem Qbit verdoppeln. Daraus habe ich dann folgende Formel abgeleitet: 256*2^(n-1). Trotzdem bin ich mir jetzt nicht sicher, welche ich für den Wow-Effekt verwenden soll.

Vielleicht verstehe ich die erste Formel 2^n auch falsch und die angezeigten Bit-Zustände stehen für die gleichzeitig annehmbaren zustände, was natürlich deutlich schneller wären als Bits. Z.B. 2^3 Bits können zwar 8 Zustände annehmen, aber bilden halt nur einen wieder. 2^3 Qbits hingegen nehmen alle 8 Zustände gleichzeitig an und entscheiden sich dann für die richtige.

Ich hoffe ihr könnt mir da etwas Klarheit verschaffen

LG

Computer, Informatik, Physik, Quantenphysik, theoretische Physik, Quantencomputer

Studium in München LMU oder TU?

Hey,

ich habe dieses Jahr Matura, was bedeutet, dass ich im Oktober 2022 zu studieren beginnen würde. Da ich mich zu 99% für Physik entscheiden würde (im Master dann vermutlich Astro- oder Theoretische Physik), wollte ich fragen, welche der beiden Unis (TU München oder LMU) „besser“ für meinen Studiengang wäre. Außerdem würde mich interessieren, ob es sich auszahlt bereits für den Bachelor nach München zu gehen, oder ob es erst wirklich aus finanzieller Sicht (wohne in der Nähe von Wien) sinnvoller wäre für den Master nach München zu gehen. Da man sich -so wie ich das verstanden habe- im Bachelor sowieso eher auf die Basics spezialisiert, gäbe es ja wahrscheinlich keinen allzu großen Unterschied zwischen den Unis in Wien und in München (im Bachelor), oder liege ich da falsch?

Außerdem wollte ich fragen, ob es unter den Lesern Leute gibt, die eine ähnliche Erfahrung gemacht haben, und mir eventuell Tipps geben könnten, wie ich mit diversen Auslandsstudium-Programmen Geld sparen könnte, oder allgemein Tricks anwenden könnte um Geld zu sparen (München ist ja nicht gerade billig).

Danke schon mal im Voraus

Bachelor und Master TU München 67%
Bachelor und Master LMU 33%
Bachelor Wien, Master LMU 0%
Bachelor Wien, Master TU 0%
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Physik-Grundlagen zum Verstehen theoretischer Physik als Laie?

Guten Morgen liebe Gutefrage Community :)

Aus Gründen meines Studiums der Theologie sowie meiner (bislang) privaten Beschäftigung mit der Philosophie, interessiere ich mich zunehmend für zeitgenössische Theorien der theoretischen Physik, welche den Anspruch haben, den Ursprung des Universums zu erklären und dabei eine "Theorie von Allem" zu bilden. Wie es scheint, sind theoretische Konstrukte wie die Relativitätstheorie sowie die von ihr ausgehende String-Theorie in ihrer Tiefe derart komplex, dass sie nur von wenigen Spezialisten verstanden werden. Ich würde vor Allem gerne verstehen, wie Physiker zu der Aussage kommen, dass der Urknall die simultane Entstehung von Raum und und Zeit sei, bzw. warum man postuliert, dass Zeit ontologisch 'Etwas' sein müsse, was 'atemporal' entstehen kann?

Meine Frage an die Physiker/innen unter uns lautet nun ganz konkret: Hat man als Laie eine Chance, sich ohne ein universitäres Studium das nötige physikalische Grundwissen anzueignen, um Fachbücher zu dem Thema auch nur annähernd gut verstehen zu können? Und gibt es gute Bücher/ Videos für absolute Physik-Laien, welche nichtmal die einfachsten Formeln kennen, um einzusteigen und sich auf Universitäts-Niveau zu steigern? Mir reichen die populärwissenschaftlichen Vereinfachungen um ehrlich zu sein nicht aus, da ich das Gefühl habe, dass ich ohne ein Verständnis der physikalischen Grundlagen nicht hinter die den Theorien zugrundegelegten Prämissen blicken und diese bewerten kann.

Vielen Dank im Voraus und einen guten Start in den Tag,

Heuschrecke 001

Schule, Mathematik, Universum, Naturwissenschaft, Physik, Relativitätstheorie, theoretische Physik, Urknall, Stringtheorie, Ausbildung und Studium, Philosophie und Gesellschaft

Spin Kopplungsoperator, Addition zweier Spins?

Hallo, ich lese aktuell ein Fachbuch über Quantenmechanik und befinde mich im Kapitel Drehimpulse und Spins. Genauer geht es aktuell um Spinaddition. Da ich mir am Ende des Kapitels nicht sicher war, ob ich alles verstanden habe, habe ich einen Blick auf die Übungsaufgaben geworfe. Dort findet sich die auf dem Bild zu sehende Übungsaufgabe, die ich gerne lösen würde, aber ich bin mir noch nicht ganz sicher wie.
Thematisch geht es um die Addition der Spins von zwei Teilchen. Weil der Spin s=1/2 ist, gibt es für jede komponente des Spinoperators genau zwei Eigenwerte (+h/2 und -h/2). Auch ist mir bewusst, dass die spinoperatoren unterschiedlicher komponenten von verschiedenen Teilchen vertauschen (also [s_x^1,s_y^2]=0). Weiter kann ich die die Komponenten des Spinoperators (also s_x;s_u;s_z) also 2x2 Matrix schreiben. Wie kann ich aber nun diese Matrix auf ein Teilchen "münzen". Ich gehe davon aus, dass ein Teilchen spin up hat und das andere spin down. Muss ich nun die Erzeugungs/Vernichtungsoperatoren für den Spin (auch Leiteroperatoren genannt (s_+ und s_-); die auch auch als 2x2 Matrix darstellen kann) auf die komponenten der Spinoperatoren anwenden, also damit ich einem Teilchen spin up und dem anderen spin down verpassen kann?
Also wäre so etwas für den ersten Additionstherm korrekt?:
s_+*s_x*s_-*s_x (natürlich alles in Matrixform)

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