Alles Anti oder was?

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Beitragvon Uli » Di Feb 19, 2008 21:46

jogi hat geschrieben:...
Vektorbosonen entziehen sich also der Beschreibung durch Dirac- und Majoranaspinoren.

Ist das auch der Grund, warum es (noch) keinen Sinn macht, zwischen Photonen und Antiphotonen unterscheiden zu wollen?
...

Gruß Jogi


Vektorbosonen entziehen sich nicht der Beschreibung, aber sie werden halt durch andere Gleichungen beschrieben - das Photon z.B. durch die Maxwell-Gleichung.

Nach der Quantenelektrodynamik, die in extrem guter Übereinstimmung mit allen Beobachtungen ist, ist das Photon ganz klar sein eigenes Antiteilchen. Es kann nämlich aus sich heraus Paare von Teilchen und Anttteilchen erzeugen, d.h. es trägt dieselben Quantenzahlen wie das Vakuum. Da gibt es nichts zu invertieren um ein Antiphoton zu erzeugen.
Für andere Vektorbosonen gilt das aber nicht.

Gruss, Uli
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Beitragvon Centurio » Mi Feb 20, 2008 19:00

Hallo an die Runde!

jogi hat geschrieben:@Centurio:
Du siehst den Zusammenhang zwischen Spinausrichtung, magnetischem Moment und Händigkeit. (?)

Der [url=http://de.wikipedia.org/wiki/Stern-Gerlach-Versuch]Stern-Gerlach-Versuch[/url] erklärt dies recht anschaulich.

Lediglich der Spin des äusseren Elektrons trägt also zum Gesamtdrehimpuls bei. Der (Spin) kann nur zwei "Ausrichtungen" einnehmen. Die Magnetfeldlinien der beiden Magnetfelder ("magnetisches Moment" der Elektronen und inhomogenes Magnetfeld) bilden sich neu aus. Die dabei entstehende (entgegengesetzte) Kraft, welche den Atomstrahl teilt, ist dann vermutlich die Lorentzkraft.
"Linkshändige" Elektronen (upSpin) werden oben am Schirm detektiert, die "rechtshändigen" (downSpin) unten.
Ich bitte um Widerspruch! :D

jogi hat geschrieben:Danke, Joachim.

dto., auch an @Uli für den Link zum [url=http://web.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/lectures/sem0304/janitzky2.pdf]neutrinolosen doppelten Betazerfall.[/url]

Demnach (siehe 3.3) wird ein linkshändiges Neutrino emittiert und wieder absorbiert, wodurch die Leptonenzahl verletzt wird?

Gruss,
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Beitragvon Uli » Do Feb 21, 2008 22:39

Centurio hat geschrieben:...
Demnach (siehe 3.3) wird ein linkshändiges Neutrino emittiert und wieder absorbiert, wodurch die Leptonenzahl verletzt wird?

Gruss,
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Ja, das bringt den von mir schon angedeuteten Widerspruch von Majorana-Neutrinos zum Standardmodell auf den Punkt, denn in diesem ist die Leptonenzahl ja eine Erhaltungsgröße.
So ein experimenteller Nachweis wäre also eine Falsifizierung des Standardmodells; ein Experiment behauptet ja, so einen Zerfall gesehen zu haben.

Gruss, Uli
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Beitragvon graber.m » Mi Feb 27, 2008 11:43

Uli
Wäre es Dir möglich, mir als Laien den Unterschied zwischen Dirac-Spinor und Majorana-Spinor zu erklären? Diese Frage interessiert mich z.Z. sehr; aber aus dem, was ich bisher im Net gelesen habe, werde ich nicht schlau.
Besten Dank im Voraus!
MfG M.
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Beitragvon Uli » Mi Feb 27, 2008 15:39

graber.m hat geschrieben:Uli
Wäre es Dir möglich, mir als Laien den Unterschied zwischen Dirac-Spinor und Majorana-Spinor zu erklären? Diese Frage interessiert mich z.Z. sehr; aber aus dem, was ich bisher im Net gelesen habe, werde ich nicht schlau.
Besten Dank im Voraus!
MfG M.


Hi,

ich weiss es nicht mehr, aber ich hatte das vor längerer Zeit schon einmal gewusst.
Wenn ich es nochmal lese, verstehe ich es hoffentlich wieder.
Vielleicht am Wochenende ...

Gruss, Uli
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Beitragvon simplicio » Fr Feb 29, 2008 5:43

Mathematisch ist das Thema alles andere als tivial.

Siehe z.B. die Einführung in den Tensorkalkül (unter Berücksichtigung der physikalischen Anwendung) von Siegfried Kästner: "Vektoren, Tensoren, Spinoren".

Möchte man tiefer in die Materie eindringen, kommt man auch um die Clifford-Algebra nicht herum.

Spinoren sind geometrische Objekte, die sich ähnlich wie Vektoren oder Tensoren verhalten. Bei Drehungen von 2Pi ändern sie ihr Vorzeichen. Der Begriff wurde von Ehrenfest geprägt und von Pauli und Dirac in die QM eingeführt, um die Eigenschaften des Teilchenspins zu beschreiben. Die Mathematik dazu stammt grösstenteils von Cartan.

Der bekannteste Spinortyp ist der komplexwertige Dirac-Spinor. Dieser ist ein Element der fundamentalen Darstellung der Clifford-Algebra. In geraden Dimensionen ist er reduzibel und kann in zwei (links- und rechtshändige) Weyl-Spinoren zerlegt werden. Im Unterschied dazu ist der Majorana-Spinor (Psi* = Psi) reellwertig. Allerdings reduziert sich bei ihm die Anzahl der Freiheitsgrade um die Hälfte. Ein Dirac-Spinor besteht somit aus zwei Majorana-Spinoren.

Als Majoranateilchen werden in Folge Teilchen bezeichnet, die mit ihrem Antiteilchen identisch sind. Im Gegensatz dazu sind Diracteilchen solche, die sich wie Leptonen in wenigstens einer Quantenzahl von ihren Antiteilchen unterscheiden. Ob Neutrinos tatasächlich Majoranateilchen sind, ist nocht nicht restlos geklärt.

p.s.
So rätselhaft wie die Neutrinos war seinerzeit auch Ettore Majoranas spurloses Verschwinden. Majorana, der schon immer zum Einzelgängertum neigte, soll sich nach Meinung einiger für den Rest seines Lebens in ein Kloster zurückgezogen haben. Andere sprachen von Verschwörung, andere von Suizid. Siehe "Das Verschwinden des Ettore Majorana" von Leonardo Sciascia.

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Beitragvon Uli » Fr Feb 29, 2008 20:20

Was Simplicio sagt, ist sicher alles richtig, aber es ist doch ein mehr formaler Ansatz: über Algebren und Transformationsverhalten.

Ich würde eher die Sicht eines mehr praktisch orientierten Theoretikers skizzieren - d.h. ausgehend von der Dirac-Gleichung und deren Lösungen, Massenterme, Lagrangedichte und Konsequenzen für physikalische Prozesse anreißen.

Ich weiss aber nicht, ob das Sinn macht. Kann denn jemand mit der Dirac-Gleichung überhaupt etwas anfangen ? Das ist ja nun auch schon relativistische Quantenmechanik.

Gruss, Uli
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Beitragvon jogi » So Mär 02, 2008 21:33

Hi.

Uli hat geschrieben: Kann denn jemand mit der Dirac-Gleichung überhaupt etwas anfangen ?

Ich jedenfalls nicht.

Aber womit ich evtl. was anfangen kann:
simplicio hat geschrieben:Spinoren sind geometrische Objekte, die sich ähnlich wie Vektoren oder Tensoren verhalten. Bei Drehungen von 2Pi ändern sie ihr Vorzeichen.
Der bekannteste Spinortyp ist der komplexwertige Dirac-Spinor.
In geraden Dimensionen ist er reduzibel und kann in zwei (links- und rechtshändige) Weyl-Spinoren zerlegt werden.
... Ein Dirac-Spinor besteht somit aus zwei Majorana-Spinoren.
Als Majoranateilchen werden in Folge Teilchen bezeichnet, die mit ihrem Antiteilchen identisch sind.

Ich sehe immer noch Majorana-Neutrinos als solche mit gleichen Händigkeitsanteilen (links/rechts).
Der Unterschied der beiden Majorana-Spinoren beschränkt sich hier auf das Vorzeichen, weshalb der resultierende Dirac-Spinor den Wert Null hätte, und das macht ja wenig Sinn.
Also lässt man den einen Anteil weg, dann beschreibt der andere das Neutrino komplett,
auch wenn das nur die halbe Wahrheit ist.
Könnte man das so sehen?


Gruß Jogi
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Beitragvon Uli » So Mär 02, 2008 22:26

jogi hat geschrieben:...
Also lässt man den einen Anteil weg, dann beschreibt der andere das Neutrino komplett,
auch wenn das nur die halbe Wahrheit ist.
Könnte man das so sehen?


Gruß Jogi


Ich will mal versuchen, was dazu zu sagen. :)

Wenn man sich diesem Thema von der Dirac-Gleichung aus nähert (Spinoren sind nun einmal Lösungen der Dirac-Gleichung), so hat man ungefähr folgendes Bild:

Die Dirac-Gleichung ist eine Art Wellengleichung für 4-komponentige "Vektoren", hier "Spinoren" genannt. Überraschend ist die Beschreibung anhand von 4 Komponenten; naiv würde man ja 2 erwarten, denn ein Spin 1/2 Teilchen hat 2 Freiheitsgrade.

Der Witz an der Sache ist, dass diese Gleichung die Antiteilchen gleich mitbeschreibt. Die ersten 2 Komponenten sind sozusagen fürs Teilchen, die anderen beiden fürs Antiteilchen.

Da Neutrinos elektrisch neutral sind und Neutrino und Antineutrino ein und derselben Dirac-Gleichung genügen, kann man in diesem Fall auch Spinoren derart bauen, dass

Psi-Majorana ~ Psi-Dirac + Psi-Dirac-ladungskonjugiert

(wie man ladungskonjugierte Dirac-Spinoren erhält, ist bekannt: komplexe Konjugation und Multiplikation mit einer der Dirac-Matrizen.) und annehmen, dass diese Kombination die relevanten Felder sind, die an die Ströme der schwachen Wechselwirkung koppeln.

Diese symmetriserte Linearkombination aus "normalem" und "ladungskonugiertem" Dirac-Spinor ist im wesentlichen ein Majorana-Spinor.

Baut man nun aus solchen Feldern die üblichen schwachen V-A - Ströme (Vektor - Axialvektor), so sieht man unmittelbar, dass diese nun Terme enthalten, welche die Leptonenzahl um 2 verändern.

Drückt man nun die Majorana-Spinoren wiederum durch Dirac-Spinoren aus (Umkehrung der obigen Kombination) um zu sehen, was im "Dirac-Bild" geschieht, sie ergeben sich zeitabhängige Oszillationen zwischen den Dirac-Spinoren für Neutrinos und Antineutrinos.

Aber nach wie vor, koppeln nur die linkshändigen Anteile der Leptonen und die rechtshändigen der Antileptonen an den geladenen schwachen Strom. Das ist einfach eine Eigenschaft der V-A -Struktur; die entsprechenden Dirac-Matrizen dieser Kombination projizieren die linkshändigen Anteile aus den Spinoren heraus; nur diese nehmen an der (geladenen) schwachen WW teil.

Wahrscheinlich versteht das niemand ... mich eingeschlossen. Ich denke, das Thema ist zu theoretisch, um es hier zu diskutieren. Da hatte Zeitgenosse nicht ganz unrecht.

Gruss, Uli
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Beitragvon Dagobert » Mo Mär 03, 2008 4:32

Uli hat geschrieben:Wahrscheinlich versteht das niemand ... mich eingeschlossen. Ich denke, das Thema ist zu theoretisch, um es hier zu diskutieren. Da hatte Zeitgenosse nicht ganz unrecht.


Äh ja. Also ich hab auch rein gar nichts verstanden, wenn ich ehrlich bin.
Na ja, was solls. Das hindert mich jetzt nämlich keinstenfalls an einer Mütze voll Schlaf.

Gruss,

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