Die Spin-Grundkraft E-Book

Helmut Albert

• Herausgeber: BoD - Books on Demand
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 39

Veröffentlichungsjahr: 2024

Beschreibung

Die Physik beschreibt die Grundkräfte mit vier Wechselwirkungen, deren Ursache so genannte Bosonen sein sollen. Diese virtuellen Austausch- oder Kraftteilchen sollen sich zwischen Materieteilchen und Feldern hin und her bewegen und dabei Kräfte austauschen. Die vorliegende Arbeit bezweifelt diese Vorstellung und stellt eine andere Theorie auf. Danach beruhen die fundamentalen Kräfte auf dem Spin von Körpern und Systemen. Die Spin-Eigenschaften, Spin up und Spin down, von schnell rotierenden Körpern und Systemen bewirken, je nach Drehrichtung, Anziehung und Abstoßung

Leseprobe

Inhalt

1.

Spin und Kraft

2.

Wechselwirkungen

2.1 Schwache Wechselwirkung

2.2 Starke Wechselwirkung

2.3 Elektromagnetische Wechselwirkung

2.4 Gravitation

3.

Der Teilchenspin

3.1 Der Spin der Protonen und Neutronen

3.2 Der Atomspin

3.3 Drehimpuls und Drehmoment

4.

Kraftwirkungen

5.

Die Spin-Grundkräfte

Versuchsaufbau

Zusammenfassung (Abstract)

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Biografie

1 Spin und Kraft

In der Physik werden die Grundkräfte der Natur durch vier Wechselwirkungen erklärt. Wesentliche Erkenntnisse über die Grundkräfte wurden bereits im 17. bis 19. Jahrhundert gewonnen und begründeten die Naturwissenschaften. Die Gesetze von Newton und Coulomb verdeutlichen die Dualität der Kräfte und Wirkungen. In Kenntnis der Newtonschen Theorien beschrieb Immanuel Kant 1755 Anziehung und Abstoßung als Grundkräfte des Universums. Damit erklärte er die Drehungen und Bewegungen der Himmelskörper (vgl. Kant 1925:19; 1755). Die Mikrowelt der rotierenden Teilchen war damals noch nicht bekannt und es dauerte bis ins 20. Jahrhundert, bis die Bausteine der Materie und ihr Spin entdeckt wurden.

Der Teilchenspin und weitere Entdeckungen führten zur Formulierung neuer Theorien, mit denen die moderne Physik, die „Quantenphysik“, ihren Anfang nahm. Die einfachen und schlüssigen Naturgesetze, die bereits in früheren Jahrhunderten entdeckt worden waren, erfuhren einerseits eine große Bereicherung, andererseits aber auch fragwürdige Interpretationen. Während bei Newton und Coulomb zwei Teilchen oder Körper ausreichten, um die Kräfte zu erklären, fügten die Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts ein drittes Teilchen hinzu, das Kraft- oder Austauschteilchen. Diese Teilchen, physikalisch „Bosonen“ genannt, sollten in der Lage sein, Anziehung und Abstoßung zu erklären. Doch die Wirkung spezieller Bosonen, die als „Klebeteilchen“ oder „Gravitonen“ bezeichnet werden, lässt sich bis heute nicht mechanisch erklären! Doch wie lassen sich die Wechselwirkungen sonst erklären, welche Kräfte sind hier am Werk? Welche Energie steckt dahinter?

Es gibt nur ein Phänomen, das bei allen physikalisch relevanten Teilchen, Körpern und Systemen beobachtbar und nachweisbar ist! Es ist der bereits erwähnte Spin oder die Rotation von Teilchen, Körpern und Systemen! Damit stellt sich aber die Frage, welche Eigenschaften des Spins Anziehung und Abstoßung erklären können? Um diese spannende Frage zu beantworten, werden in den ersten Kapiteln die bekannten Wechselwirkungstheorien und Austauschteilchen nach dem Stand der Wissenschaft beschrieben. Das nächste Kapitel widmet sich dem wissenschaftlichen Verständnis des Spins und seiner Entdeckungsgeschichte. Es werden die Forschungsergebnisse internationaler Forscherteams zum Teilchenspin vorgestellt und gezeigt, welche Bedeutung dem Spin in der Wissenschaft beigemessen wird. Das letzte Kapitel beantwortet die aufgeworfenen Fragen und zeigt, wie eine einheitliche Theorie der Wechselwirkungen möglich ist. Dieser Teil basiert auf der Theorie der schachbrettartigen planaren Atomstruktur, mit der die bisherige Lehrmeinung widerlegt werden soll!

2 Wechselwirkungen

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschreibt die Wechselwirkungen mit Ausnahme der Gravitation und listet Austauschteilchen und Materieteilchen auf, die in der Physik als „Fermionen“ und „Bosonen“ bzw. „Eichbosonen“ bezeichnet werden. Demnach sind Bosonen „virtuelle“ Teilchen, die auch als Austauschteilchen, Kraftteilchen oder Botenteilchen bezeichnet werden. Die Bosonen sollen sich in schneller Folge zwischen Materieteilchen hin und her bewegen und dabei fundamentale Kräfte vermitteln.

Bosonen haben danach die Spins 0, 1, 2, während die Fermionen, zu denen auch Proton und Neutron gehören, Spin ½ aufweisen. Damit ist gemeint, dass die Fermionen einen Spin aufweisen und die Bosonen nicht. Allerdings ist umstritten ob es sich dabei um einen „realen“ Teilchenspin handelt.

Die Wissenschaft geht davon aus, dass alltäglich beobachtbare Kräfte Wirkungen aus dem Inneren von Mikroteilchen sind, zwischen denen Austauschteilchen wechselwirken (vgl. Roth und Stahl 2020: 1950-1956). Diese Wechselwirkungstheorien sind durch das Standardmodell der Teilchenphysik nach Ansicht der Universität Wuppertal (2023) durch Untersuchungen der letzten drei Jahrzehnte vollständig bestätigt worden. Dies betrifft sowohl die Teilchen als auch die Wechselwirkungen, die durch Austauschteilchen erklärt werden (vgl. Bergische Universität Wuppertal 2023b).

Demtröder (2014) schränkt diese Auffassung ein, danach ist die Theorie der Quantenchromodynamik, die analog zur Quantenelektrodynamik geschaffen wurde, zwar eine wichtige Theorie, die aber nicht in allen Punkten überzeugend ist. Grundlage ist das Quarkmodell, mit dem postuliert wird, dass alle Nukleonen aus Quarks (Elementarteilchen) aufgebaut sind, zwischen denen durch „Gluonen“ und „Vektorbosonen“ Kräfte ausgetauscht werden können. Damit sollen aber korrekte Vorhersagen möglich sein. (vgl. Demtröder 2014:32). Die Protonen und Neutronen erklärt Bleck-Neuhaus (2014: 81088119) werden seit 1965 als Teilchen betrachtet, die aus Quarks bestehen. Die Teilchenphysik:„(…) erfand für die Wechselwirkung zwischen diesen eine neue Sorte Austauschteilchen, ‚Gluon‘ genannt (‚Klebeteilchen‘), mit Ladungen namens ‚Farbe‘. Als reelle Teilchen sind allerdings weder Gluonen noch Quarks bisher beobachtet worden“(Bleck-Neuhaus 2013:8108).