CERN und LHC

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Perdedor
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Perdedor »

schelm hat geschrieben: Wäre eine wissenschaftliche Sensation , wenn es sich bestätigt.
Diese Entdeckung ist auf eine sehr fundamentale Art faszinierend.
Die Theorie des Higgs-Mechanismus ist ja nun alles andere als trivial. Und diese komplexe Überlegung sagte die Existenz eines neuen Teilchens voraus, welches nun allem Anschein nach entdeckt wurde. Wieso hält sich die Natur so exakt an das menschliche Denken? Weil es logisch ist? Vermutlich.
Es sieht so aus als hätte diese Welt auf fundametaler Ebene eine klare Struktur und diese ist durch unsere Art zu Denken erfassbar.
In gewisser Hinsicht ist es ein Triumph der Wissenschaft, andererseits ist es aber auch ein großes Glück.

Zu Lesch:
Wenn man sich auf so einer Party mit Premierministern befindet und eine Gesprächsthema zum Klugscheißen benötigt, kann man darauf hinweisen, dass Leschs Erklärung eigentlich nicht ganz richtig ist. Denn gerade das Proton und das Neutron beziehen nur einen kleinen Teil ihrer Masse aus dem Higgs-Mechanismus und auch ohne das Higgs-Boson wären sie nicht masselos ("das QCD Vakuum ist ebenfalls nicht symmetrisch").
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Calvadorius
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Calvadorius »

Perdedor » Do 5. Jul 2012, 18:45 hat geschrieben:Denn gerade das Proton und das Neutron beziehen nur einen kleinen Teil ihrer Masse aus dem Higgs-Mechanismus und auch ohne das Higgs-Boson wären sie nicht masselos ("das QCD Vakuum ist ebenfalls nicht symmetrisch").
Gibt es zum letzten Satz (in Klammern) auch Sekundärliteratur oder ähnliches (in verständlicher Form dargestellt)?
:|
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Hiver
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Hiver »

Calvadorius » Do 5. Jul 2012, 22:58 hat geschrieben:
Gibt es zum letzten Satz (in Klammern) auch Sekundärliteratur oder ähnliches (in verständlicher Form dargestellt)?
:|
Das ist zur Zeit noch schwierig, da in der populärwissenschaftlichen Literatur noch viel Unsinn erzählt wird. Hier wird sogar von einem "Gottes-Boson" geredet, ein absoluter Nonsens.

Der Nachweis des Higgs-Boson stellt gleichzeitig auch den Nachweis des Higgs-Mechanismus mit dem Higgs-Quantenfeld dar. Damit kann man begründen, weshalb die eigentlich massenlose Eichbosonen (W- Boson und Z-Boson) eine Masse besitzen.
Masse entsteht nur zum kleinsten Teil durch das Higgs-Boson aber der Higgs-Mechanismus erklärt die Entstehung der Masse.

David Miller, University London UK erklärte das mit folgenden Szenario.
Man stelle sich einen großen Raum mit Menschen vor, die gleichmässig (symetrisch) im Raum verteilt sind. Jetzt kommt ein weiterer Mensch durch die Tür mit einer sensationellen Nachricht. Es bildet sich sofort eine Menschentraube um ihm herum, denn alle wollen die Nachricht hören. Einige Menschen verlassen die Traube und gehen zum Nachbarn, um die Neuigkeit zu erzählen, es bildet sich eine weitere Traube. Die Nachricht durchzieht also wellenförmig den Raum und es bilden sich und vergehen ständig Menschentrauben. Die Symetrie der Versammlung ist gestört.

Das soll die anschauliche Erklärung für den Higgs-Mechanismus sein und dabei ist die sensationelle Nachricht das Boson (Austauscher, genannt nach dem Inder Boson)
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Perdedor
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Perdedor »

Calvadorius hat geschrieben: Gibt es zum letzten Satz (in Klammern) auch Sekundärliteratur oder ähnliches (in verständlicher Form dargestellt)?
Populärwissenschaftlich weiß ich nicht, aber Frank Wilczek (Nobelpresiträger aufgrund seiner Arbeiten zur QCD) hat kürzlich einen Übersichtsartikel geschrieben, der das Ganze relativ allgemeinverständlich und praktisch ohne den mathematischen Unterbau beschreibt.
http://arxiv.org/abs/1206.7114
Insbesondere Kapitel III und V ist diesbezüglich von Interesse. Letztendlich geht es darum, dass die chirale Symmetrie durch das Quark-Kondensat spontan gebrochen wird. Ganz grob formuliert könnte man auch sagen, dass die Bindungsenergie von zusammengesetzten Teilchen ebenfalls zur Masse beiträgt, selbst wenn die Bausteine masselos sind. Proton und Neutron sind (aus Quarks) zusammengesetzt und den Großteil ihrer Masse beziehen sie über diesen Mechanismus. Die Massen der Quarks selber, die durch das Higgs-Feld generiert werden, sind deutlich kleiner.
Hiver hat geschrieben: Das soll die anschauliche Erklärung für den Higgs-Mechanismus sein und dabei ist die sensationelle Nachricht das Boson (Austauscher, genannt nach dem Inder Boson)
Der Inder hieß Bose! ;)
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firlefanz11
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Re: CERN und LHC

Beitrag von firlefanz11 »

Hiver hat geschrieben:Der Inder hieß Bose! ;)
Hat DER meine Musikboxen erfunden?! :eek:
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Perdedor
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Perdedor »

firlefanz11 » Mo 10. Sep 2012, 16:52 hat geschrieben: Hat DER meine Musikboxen erfunden?! :eek:
Nein. Der wurde von seinen Eltern nach deinen Musikboxen benannt.
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Senator74

Re: CERN und LHC

Beitrag von Senator74 »

CERN kann für sich verbuchen, dass am Weg zum Ziel, der Simulation des Urknalls, auch Nebenprodukte "abfallen", die der Krebsforschung zugute kommen. War 2011 dort und hatte eine Führung eines Mitarbeiters der Führungsebene...
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Adam Smith »

Mal schauen, ob es auf der Higgs-Konferenz in Aspen vom 10.- 15 März 2013 Neuigkeiten zum Higgsteilchen gibt.

http://www.conference-service.com/confe ... ators.html
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Re: CERN und LHC

Beitrag von profracking »

Liegestuhl » Di 30. Mär 2010, 11:09 hat geschrieben:
Da sind einige Kindsköpfe, die sich mit Protonen beschießen.

Die BILD befürchtet sogar das Ende der Welt:

http://www.bild.de/BILD/news/2010/03/29 ... tonen.html

Gleich ist Mittag.
Oh MANN!

Wir hatten doch den Esoterik-Glauben mit den Mini-Schwarzen Löchern schon letztes Jahr. Die hätten mal bei Stephen Hawkings anrufen sollen. Der hätte den Deppen erklärt, wie sich Schwarze Löcher auflösen. Sie geben Strahlung ab (aka Masse) und sind irgendwann flöten. Je kleiner ein schwarzes Loch ist, desto größer ist die Fläche, über die es Strahlung abgeben kann und desto
schneller sind sie verschwunden -> http://www.bild-der-wissenschaft.de/bdw ... d=30291846
Es wird, selbst wenn es Mikro-SL's geben sollte, also nichts solange stabil bleiben, dass es irgendwas verschlingt, weil es vorher sich selbst zerblasen wird.
Adam Smith
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Adam Smith »

profracking » Sa 9. Mär 2013, 18:43 hat geschrieben:. Je kleiner ein schwarzes Loch ist, desto größer ist die Fläche, über die es Strahlung abgeben kann
Je kleiner ein Schwarzes Locht ist, desto höher ist seine Temperatur.

Oder
Da die Vakuumfluktuationen durch eine starke Krümmung der Raumzeit begünstigt werden, ist dieser Effekt besonders bei Schwarzen Löchern geringer Masse bedeutsam. Schwarze Löcher geringer Masse sind von geringer Ausdehnung (Schwarzschildradius), ihr Ereignishorizont und die umgebende Raumzeit sind entsprechend stärker gekrümmt. Je größer und damit massereicher ein Schwarzes Loch ist, desto weniger strahlt es also. Je kleiner ein Schwarzes Loch ist, umso schneller verdampft es.
http://de.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Adam Smith »

Adam Smith » Sa 9. Mär 2013, 15:23 hat geschrieben:Mal schauen, ob es auf der Higgs-Konferenz in Aspen vom 10.- 15 März 2013 Neuigkeiten zum Higgsteilchen gibt.

http://www.conference-service.com/confe ... ators.html
Es gibt in der Tat Neuigkeiten.
Ein Teilchen, viele Higgs
"Mit den neuen Resultaten können wir ziemlich sicher sein, dass es sich um ein Higgs-Teilchen handelt", sagt auch der deutsche Physiker Joachim Mnich vom Teilchenforschungszentrum Desy (Deutsches Elektronen-Synchrotron) in Hamburg stern.de. "Das 'Higgs-artig' streiche ich jedenfalls ab jetzt." Ob den Forschern das Higgs des sogenannten Standardmodells oder eine exotischere Variante ins Netz gegangen ist, sei aber noch unklar.
http://www.stern.de/wissen/kosmos/higgs ... 84101.html
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Kibuka
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Kibuka »

Nun, da das Standardmodell der Teilchenphysik mit der Entdeckung des Higgs einen krönenden Abschluss gefunden hat, kann man sich neuen Herausforderungen stellen. Ich schätze als nächstes wird man sich am LHC - nach der Überholung - auf die Suche nach mikroskopischen Schwarzen Löchern machen. Mit ihrer Zerfallsrate könnte man unter anderem Aufschlüsse hinsichtlich der Quantengravitation bekommen. Ein weitere interessante Erkenntnis wäre der Nachweis von mehreren Raumdimensionen, die sich direkt aus der Stringtheorie ergeben oder direkter Stringanregungen.

Allerdings könnten die Massen (Nähe zur Planck-Masse) dieser Objekte in Bereichen liegen, die weit jenseits der am LHC zur Verfügung stehenden Energie liegen.

Allein der Nachweis des Higgs-Teilchens hat fast 50 Jahre, seit der theoretischen Entdeckung, gedauert.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Sri Aurobindo »

Kibuka » Do 28. Mär 2013, 22:39 hat geschrieben:Nun, da das Standardmodell der Teilchenphysik mit der Entdeckung des Higgs einen krönenden Abschluss gefunden hat, kann man sich neuen Herausforderungen stellen. Ich schätze als nächstes wird man sich am LHC - nach der Überholung - auf die Suche nach mikroskopischen Schwarzen Löchern machen. Mit ihrer Zerfallsrate könnte man unter anderem Aufschlüsse hinsichtlich der Quantengravitation bekommen. Ein weitere interessante Erkenntnis wäre der Nachweis von mehreren Raumdimensionen, die sich direkt aus der Stringtheorie ergeben oder direkter Stringanregungen.

Allerdings könnten die Massen (Nähe zur Planck-Masse) dieser Objekte in Bereichen liegen, die weit jenseits der am LHC zur Verfügung stehenden Energie liegen.

Allein der Nachweis des Higgs-Teilchens hat fast 50 Jahre, seit der theoretischen Entdeckung, gedauert.
Gibt es eigentlich Ausbauszenarien?

Hat man das Projekt nachhaltig gedacht?

Oder war es das dann auch schon mit Erkenntnis/Invest?

*duck*
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Perdedor
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Perdedor »

Matthias Pochmann hat geschrieben: Gibt es eigentlich Ausbauszenarien?
Der LHC wurde gerade abgeschaltet und wird die nächsten zwei Jahre aufgerüstet. Ab Ende 2014 wird er dann mit doppelter Energie laufen (seit dem Unfall 2008 läuft er nur mit halber Energie).
Matthias Pochmann hat geschrieben: Hat man das Projekt nachhaltig gedacht?
Klar. Die erzeugten Elementarteilchen können alle wiederverwendet werden.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Adam Smith »

Perdedor » Fr 29. Mär 2013, 17:07 hat geschrieben:
Der LHC wurde gerade abgeschaltet und wird die nächsten zwei Jahre aufgerüstet. Ab Ende 2014 wird er dann mit doppelter Energie laufen (seit dem Unfall 2008 läuft er nur mit halber Energie).
Es gibt Neuigkeiten vom LHC
Genf. Der größte Teilchenbeschleuniger der Welt ist nach einer umfassenden Modernisierungsphase am Ostersonntag in der Schweiz wieder in Gang gesetzt worden. Wissenschaftler und Physikbegeisterte in aller Welt verfolgten den Neustart für die Suche nach bislang unentdeckten Bausteinen unseres Universums im Live-Blog des Europäischen Kernforschungszentrums (Cern).
Die ersten Kollisionen soll es aber erst in zwei Monaten geben.
Bis die Teilchenstrahlen in der 27 Kilometer unterirdischen Umlaufbahn des Large Hadron Colliders (LHC) mit der nun mit erstmals möglichen Kollisionsenergie von 13 Teraelektronenvolt (TeV) - fast doppelt so viel wie bisher - aufeinanderprallen, wird aber noch einige Zeit vergehen. „Wir rechnen mit etwa zwei Monaten“, sagte Heuer.
http://www.handelsblatt.com/technik/for ... 97896.html
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firlefanz11
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Re: CERN und LHC

Beitrag von firlefanz11 »

Die ersten Kollisionen soll es aber erst in zwei Monaten geben.
Bekennet Eure Sünden! Das Ende ist nah! :dead: :D ;)
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Perdedor
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Perdedor »

Perdedor hat geschrieben: Das Albtraumszenario der Teilchenphysik Gemeinschaft besteht daher auch darin, dass der LHC das Higgs findet aber sonst nichts. Dann hätte man nur zum x-ten mal das SM bestätigt und immernoch keinen Hinweis darauf, wie die Physik jenseits des SM aussieht (oder ob es da überhaupt viel gibt).
Nachdem die Experimente am CERN auf der aktuellen ICHEP Konferenz ihre neusten Ergebnisse präsentiert haben ist dieses Szenario leider nochmal wahrscheinlicher geworden.
ATLAS and CMS have also looked for any signs of the direct production of new particles predicted by Supersymmetry and other exotic theories of physics beyond the Standard Model, but no compelling evidence of new physics has appeared yet. In particular, the intriguing hint of a possible resonance at 750 GeV decaying into photon pairs, which caused considerable interest from the 2015 data, has not reappeared in the much larger 2016 data set and thus appears to be a statistical fluctuation.
https://press.cern/press-releases/2016/ ... conference
Noch immer passen alle Messdaten hervorragend zu den Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik und es gibt keinen Hinweis auf Physik jenseits des Standardmodells, wie Supersymmetrie, Extradimensionen etc..
Das ist eine bedrohliche Situation, denn dadurch wird es auch schwieriger weitere Forschung in diese Richtung zu motivieren. Natürlich kann man immer sagen, dass die neuen Entdeckungen gleich hinter der nächsten Kurve warten, aber die Enttäuschung darüber, dass die Natur sich so sehr an die Theorie hält und der LHC noch nichts Gegenteiliges entdecken konnte, sind bereits jetzt groß.
Allerdings gibt es auch zahlreiche Phänomene, die zwar prinzipiell durch das Standardmodell erfasst werden, aber im Detail noch besser verstanden werden müssen (z.B. Quark-Gluon-Plasma). Der LHC wird also weiter wichtige Arbeit leisten, auch wenn keine weiteren neunen Teilchen gefunden werden sollten. Ich würde sogar sagen, dass die Entdeckung, dass es in einem bestimmten Bereich KEINE neuen Phänomene gibt einen ebensogroßen Erkenntnisgewinn darstellt, wie die Entdeckung eines neuen Teilchens, wenn auch weniger spektakulär.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Fuerst_48 »

Liegestuhl hat geschrieben:(30 Mar 2010, 12:09)

Da sind einige Kindsköpfe, die sich mit Protonen beschießen.

Die BILD befürchtet sogar das Ende der Welt:

http://www.bild.de/BILD/news/2010/03/29 ... tonen.html

Gleich ist Mittag.
Ich hatte seinerzeit eine Führung durchs Areal von CERN durch einen hochrangigen Mitarbeiter. Echt beeindruckend waren für mich als Laien, was an Nebeneffekten entsteht. Etwa für die Krebsforschung. Die Sache mit den Teilchenbeschleunigern in Richtung Simulation des "Urknalls" zieht sich hin...
Ende nie ????
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Papaloooo
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

Eine mögliche Symmetrieverletzung am LHC wurde entdeckt,
muss aber noch bestätigt werden.

Artikel: https://www.astronews.com/news/artikel/ ... -018.shtml

Kleiner Ausflug in den Teilchenzoo:

Es gibt die 3 "Gererationen" unter den Quarks:
1.) Das Up- und Down-Quark
2.) Das Charm- und Strange-Quark
3.) Das Top- und Botton-Quark (im Artikel als Beauty-Quark bezeichnet, meint aber das Selbe.)

Diese gibt es jeweils in 3 "Farben" und 3 Antifarben.
Also:
- in Rot und Anti-Rot
- in Blau und Anti-Blau
- in Grün und Anti Grün
(das mit den Farben ist nur ein Hilfskonstrukt).

Stabil sind alle Teilchen nur dann, wenn sie in der Summe Weiß ergeben.
Also geht Rot-Blau-Grün oder Anti-Rot-Anti-Blau-Anti-Grün oder Rot-Anti-Rot und so weiter.

Quarks existieren niemals isoliert.
Wenn man im LHC in ein Elementarteilchen (z.B. ein Proton) ein anderes Teilchen hineinknallen lässt,
dann erzeugt diese Energie alleine schon neue Quarks und es fliegen einem alle möglichen bekannten und exotischen Teilchen um die Ohren.

Wenn man ein Bottom-Quark aus einem Teilchen heraushaut,
dann erwartete man eine Symmetrie der beiden Elementarteilchen:
zu 50% ein Elektron
zu 50% ein Myon (es hat sie selbe Ladung wie das Elektron ist aber rund 200 Mal so schwer).

Aber genau das ist nicht passiert!
Wie die Abweichung ist, das (soweit ich weiß) noch nicht publiziert.

Aber generell sind Symmetrieverletzungen ein sehr spannendes Thema.
Denn gäbe es diese nicht, so hätten sich nach dem Urknall Materie und Antimaterie gegenseitig vollständig ausgelöscht,
und Galaxien, Sonnen und uns hätte es niemals gegeben!
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Papaloooo
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

Eine weitere Erkenntnis durch den CERN:

Die Hadronen-Therapie.

Die beschleunigten Protonen können in ein Material vordringen
und dort je nach Energie und Material vorwiegend in einer eng begrenzen Tiefe ihre Energie abgeben:
Diesen Energie-Punkt nennt man den Bragg-Peak.
Will man einen tiefliegenden Tumor im Gehirn eines Krebspatienten bestrahlen,
möglichst ohne darüberliegendes Gewebe zu beschädigen,
so ist die Hadronen-Therapie optimal.
Der Ringbeschleuniger muss hier nicht Kilometer groß sein,
er hat aber dennoch die Dimension eines kleinen Einfamilienhauses.
Die Bestrahlungsapparatur am Ende rotiert um den Patienten herum,
so eingestellt, dass der Bragg-Preak zu jedem Moment im Tumor liegt.

So zeigt sich wiederum,
dass es im CERN eben nicht alleine um Grundlagenforschung geht,
es gibt auch Anwendungsbereiche, die Menschen zugutekommen.
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Tom Bombadil
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Tom Bombadil »

Sehr gut!
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H2O
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Re: CERN und LHC

Beitrag von H2O »

So zeigt sich wiederum, dass es im CERN eben nicht alleine um Grundlagenforschung geht,
es gibt auch Anwendungsbereiche, die Menschen zugutekommen.
Selbstverständlich hat fast jedes Großprojekt seine Nebenprodukte, weil eben immer Anwendungen in Grenzbereiche des Machbaren vordringen. Deshalb hat auch die Forschung an Fusionsreaktoren weiterhin einen Sinn, selbst wenn sehr viele Menschen zweifeln, ob man wirklich in 50 Jahren davon einen energietechnischen Nutzen haben wird. Die 50 Jahre sind die Stange, an der dem Goldesel die Mohrrübe "Energie ohne Ende" vor die Nase gehalten wird. Der Esel geht voran, die Mohrrübe hält seit 60 Jahren ihren Abstand.

Ich erinnere mich noch, wie im DESY in Hamburg darauf hingewiesen wurde, daß die Bremsstrahlung der Elektronen/Positronen an den Umlenkstellen des Speicherrings als spektral reine Röntgenstrahlung in der Materialforschung eine Rolle spielt. Ohne diese Wahnsinnsinvestitionen in DESY und CERN im Bereich der Grundlagenforschung gäbe es diese Anwendungen sicher nicht. Und so sehe ich auch die Anstrengungen im Bereich Fusionsreaktoren.

Dennoch beschleicht mich das Gefühl, daß die grundsätzlichen Fragen der Elementarteilchen geklärt wurden, die man in Cern oder DESY mit diesen Installationen klären konnte. Sie werden vermutlich noch lange Zeit betrieben, um genau solche nutzbaren Anwendungen zu finden... und danach als Denkmäler der Wissenschaften dienen, wie so manche Einrichtungen der Astronomie heute noch unser Erstaunen und unsere Ehrfurcht vor diesen Leistungen unserer Vorfahren erregen.
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Papaloooo
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

Ja stimmt.
Und nochmals zur Hadronen-Therapie.
Wenn statt Protonen, die auf einen Tumor geschossen werden,
Antiprotonen genommen werden, dann hat man im Tumor nicht nur die Energie des Impulses des Protons.
Man hat zusätzlich die Annihilationsenergie der Materie-Antimaterie-Reaktion.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von oga »

Papaloooo hat geschrieben:(21 Nov 2021, 21:09)

Ja stimmt.
Und nochmals zur Hadronen-Therapie.
Wenn statt Protonen, die auf einen Tumor geschossen werden,
Antiprotonen genommen werden, dann hat man im Tumor nicht nur die Energie des Impulses des Protons.
Man hat zusätzlich die Annihilationsenergie der Materie-Antimaterie-Reaktion.
Leider erfolgt die Annihilation schon beim ersten Kontakt mit der Materie auf dem Weg zum Tumor.
I guess I should warn you, if I turn out to be particularly clear, you've probably misunderstood what I've said.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

oga hat geschrieben:(21 Nov 2021, 21:44)

Leider erfolgt die Annihilation schon beim ersten Kontakt mit der Materie auf dem Weg zum Tumor.
Ich glaube, du musst dir mal die Größen klarmachen, um die es da geht.

Die Antiprotonen-Hadronen-Therapie wird in der Tat erforscht, schau mal hier...
https://www.researchgate.net/publicatio ... ntiprotons

Ist auch nicht so verwunderlich, wenn man sich die Dimensionen von Atomen klarmacht:

Nehmen wir als einfachstes Beispiel das Wasserstoffatom:
Das Proton (Durchmesser ca. 1,7 Femtometer).

Anschaulicher also mal bei einer 1-billiardenfachen Vergrößerung:

Der Atomkern (im Modell Durchmesser nun ca. 1,7 Meter)
In etwa 50 Kilometer Entfernung dann ein Elektron (im Modell Durchmesser 0,1 Millimeter), das den Atomkern umkreist.
Der nächste Atomkern wäre dann also mehr als 100 Kilometer entfernt.

Du siehst, da ist also genügend Platz für ein hoch beschleunigtes Antiproton (im Modell Durchmesser ebenfalls ca. 1,7 Meter) hindurchzuflitzen.
Selbst dann, wenn es das im Körper häufig vorkommende Kohlenstoff-Atom ist,
Es besteht eben aus ein paar mehr Kügelchen im Kern (6 Protonen und 6 Neutronen),
dafür ist aber der Abstand zum nächsten Atomkern auch entsprechend größer, als (im Modell) 100 Kilometer.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

Hier vielleicht noch mal ein paar Ausführungen,
sorry wenn ich hier ins schwärmen komme,
aber das ist ein allzu faszinierendes Thema.

Und ja, jeder Versuch, das anschaulicher zu machen hinkt natürlich,
denn die Quantenwelt ist von unserer Welt doch grundverschieden.

Das Higgs-Boson:

Man stelle sich eine würfelformige Metallbox vor, 10,5 cm Kantenlänge.
Diese ist gefüllt mit Murmeln 1cm Durchmesser.
Es passen genau 1.000 Murmeln rein.
Das kann man schütteln und die Murmeln bewegen sich,
aber eine weitere Murmel reinzuquetschen ist verdammt schwierig.

Die Murmeln sind das Higgs-Feld.
Higgs-Bosonen lassen sich nicht beliebig viele an einen Ort quetschen.
Sie füllen aber ziemlich gleichmäßig das Universum aus.
Und das ist auch gut so, wären sie verklumpbar, wie z.B. die dunkle Materie,
so wäre das Universum voller Schwerkraftanomalien.
Sie könnten den Teilchen dann nicht mehr so regelmäßig und zuverlässig deren Masse verleihen.

An diesem Modell wird auch klar,
warum der CERN so unglaublich hohe Energien aufbringen muss,
um ein Higgs-Boson zu erzeugen.

Anders die Photonen:

Man kann von ihnen beliebig viele an einem Ort haben.
Sie überlagern sich dann zunächst gegenseitig und sind dann verschränkt.
In einem Bose-Einstein-Kondensat hat man es geschafft,
Photonen auf eine Rekord-Langsamkeit herabzubremsen.
Bringt man das Ganze dann noch in Rotation,
so spiralisieren sie in die Mitte des Kondensats,
und sind in der Mitte in einem quasi optischen Schwarzen Loch gefangen.
Hier könnte man dann beliebig viele von ihnen verschränken,
endet die Rotation, so verlassen sie in verschränktem Zustand das Kondensat.

Und leider nein, mit der Verschränkung selbst lassen sich instantan keine Informationen austauschen:

Keine Information kann schneller sein, als das Licht.
Das hatte Einstein dann auch wieder besänftigt mit der "spukhaften Wechselwirkung".
Verschränken lassen sich nur Überlagerungszustände.
Wenn sich zwei Photonen verschränken und sie haben z.B. die Verschränkung in der Drehrichtung.
Also ist der Überlagerungszustand, dass sie sich gleichzeitig rechts- und linksherum drehen,
so führt das nachschauen eines Verschränkungspartners dazu,
dass der andere Verschränkungspartner instantan seine Information preisgibt.
Es ist wie Würfeln:
Der eine Würfelt eine gerade Zahl und weiß dann,
dass der andere eine ungerade Zahl auf dem Würfel stehen hat.
Aber da beide unter den Würfelbecher schauen müssen,
weiß auch keiner, ob der andere zuerst geschaut hat,
und die Überlagerung beendet hat,
oder ob er es selbst war.

Ein zufälliges Rauschen überträgt keine Informationen!


Und nochmals zurück zur Hadronen-Antiprotonen-Therapie.

Hier benötigt man nicht die - soweit ich weiß CERN-mäßigen 99,999991 (einen oder zwei 9er weniger oder mehr, müsste ich nachlesen)
Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Für - sagen wir mal - 99% brauchen wir schon wesentlich weniger Energie zur Beschleunigung.
Dennoch treten relativistische Effekte auf: der Massenzuwachs.
(Und ich weiß nun auch nicht, wie hoch genau die Geschwindigkeit da sein muss.)
Aber:
Dass das Antiproton so genau geschossen wird,
dass seine geradlinige Flugbahn in einem Atomkern endet ist eher unwahrscheinlich.
Es verhält sich anders:

Die hohe Bewegungsmasse des Antiprotons (negative Ladung) wird abgebremst durch die negativen Elektronen (Abstoßungskräfte) im Gewebe des Patienten,
auch lenken die Anziehungskräfte der Protonen das Antiproton ab und verlangsamen es.
Ist es auf eine gewisse Geschwindigkeit herabgebremst,
so hat es nicht mehr dem Impuls, der schwachen Wechselwirkung zu widerstehen.
Es wird von einem positiv geladen Proton angezogen und dann geschieht die Annihilation.
Da diese Eindringtiefe relativ eng umrissen ist, nennt man diesen Punkt den Bragg-Peak.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

CERN erzeugt "exotische Heliumatone"
Dabei wird ein Elektron aus der Hülle durch ein Antiproton ersetzt.
Gelungen ist dieses Experiment, in dem man Antiprotonen erzeugte,
diese stark abbremste und dann in superfluides Helium einleitete.

Die exotischen Atome konnten danach spektroskopisch untersucht werden,
und waren für eine kurze Zeit (wie lange wurde leider nicht erwähnt) sogar stabil.

Quelle: https://www.astronews.com/news/artikel/ ... -006.shtml
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

Erstaunlich dennoch, dass das geht.
Denn ein Antiproton (auch Proton) ist ja rund 2.000 mal so schwer, wie ein Elektron.
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

W-Bosonen rütteln am Standardmodell.

https://www.wissenschaft-aktuell.de/art ... 90935.html

Glaube ich nicht ganz.
Da wird wahrscheinlich ein neues, und bislang unbekanntes, Elementarteilchen dahinterstecken,
das diese Abweichung verursacht.
Wir sind doch hier nicht im Trollhouse!
Adam Smith
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Adam Smith »

Der LHC ist wieder im Betrieb. Es werden die nächsten Jahre übrigens immer noch keine Kollisionen bei 14 TeV stattfinden.
Waren zuvor Protonen-Protonen-Kollisionen bei bislang nicht erreichten Energien von 13 Teraelektronenvolt (TeV) durchgeführt worden, werden nach den vorgenommenen Updates jetzt sogar 13,6 TeV möglich sein, teilte das CERN vorab mit.
https://www-heise-de.cdn.ampproject.org ... 62136.html
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Papaloooo
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Re: CERN und LHC

Beitrag von Papaloooo »

Wir werden bei CERN wohl noch einen langen Atem haben müssen.
Wenn die Erweiterung verwirklicht sein wird,
dann werden wohl noch weitere, schwerer zu detektierende Teilchen erzeugt.
Dann werden sich vielleicht die Frage nach der Massenanomalie des W-Bosons klären.

Die Frage wird dann sein, wenn man dann z.B. ein schwereres Paarteilchen des HIGGS-Bosons entdeckt,
wird es dann auch da dann vielleicht wieder eine Anomalie geben,
die auf weiter Teilchen hindeutet?

Und wird das dann vielleicht immer so weitergehen?
Wir sind doch hier nicht im Trollhouse!
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