Light comes in quanta

[Gps]

Ik probeer te begrijpen wat dit betekent, dus ik zocht op het net.

https://www.brightstorm.com/science/phy ... ht-quanta/

Ik begrijp de uitleg, maar snap niet wat daar zo bijzonder aan is.
Dit geld niet voor elektronen en andere deeltje ? Alleen voor fotonen ?

[flappelap]

De pakketjes energie van licht noemen we fotonen. Niet elektronen.

[Gps]

Bedankt, maar misschien moet ik me vraag anders stellen.

Komt alleen licht in quanta?

[OOOVincentOOO]

Kwantum Mechanica zoals de naam zegt "quanta".

1) UV catastrofe:
In de beginjaren kon men geen werken model krijgen van het meest simpele atoom waterstof. Onder invloed van warmte stralen objecten licht uit. Dit noemt men zwarte straling (let op dit is niet een zwart gat!). Denk hierbij aan heet ijzer in de oven van een smit. Afhankelijk van de kleur van de gloed kan de temperatuur bepaald worden.

Dit werkt alles goed voor grote objecten. Echter, wanneer men deze kennis toepast op atomaire deeltjes zouden deze oneindig veel aan energie uitstralen. Stel dit voor als een basketball wat je laat stuiteren met de grond. Als de afstand tussen de hand en de grond (een atoom) kleiner word gaat het steeds sneller oscilleren totdat je het niet meer kunt bijhouden. Zie, UV catastrove: Physics en Youtube Physics Girl.

Max Planck heeft ontdekt dat de theorie aangepast kon worden door de energie te kwantificeren. Zie: Solving the Ultraviolet Catastrophe


2) Kwantum getallen:
Indien men een werkend model van een atoom neemt dan zijn er verschillende gekwantifiseerde grootheden. Waaronder enkele belangrijke zijn de: kwantum getallen. Waaronder het hoofd-, neven-, magnetisch impulsmoment, spin. Deze beschrijven waar en hoe elektronen zich gedragen. Wiki. Hier leert men kennis me maken in het middelbaar onderwijs.

Ook de meer ingewikkelde kwantum mechanische effecten hebben kwanta. Jammer genoeg kan ik niet meer de actuele kennis meer informatie te geven. Ben een verroeste natuurkunde man. Wellicht kunnen anderen aanvullen en het beter uitleggen.

Maar historisch gezien is het ook een doorbraak dat het foto elektrische effect is aangetoond. Waarbij licht zowel in kwanta (lees deeltje) en golf (continu) gezien kan worden. Zie: Photoelectric Effect

Wat is er zo speciaal? Dat de kleine wereld als het ware als digitale bits is opgebouwd. En merkwaardig genoeg is wat wij in de macro wereld waarnemen continu zonder gaten. Daarbij komt statistiek in het spelletje meedoen, als het ware dobbelen.

[Gps]

Nu begrijp ik het al beter, al heb ik wel een paar links te kijken.

Ik weet niet meer welk you tube filmpje het was, maar die maakte er van dat licht heel bijzonder was, want het komt in quanta.
Dat zat mij meteen al dwars, omdat ik al wist dat je het dubbel spleet experiment ook met bijv. elektronen kan doen.
Je zit nog steeds met het instorten van een waarschijnlijkheid golf.

Over school.
Op de mavo hadden wij scheikunde.
De leraar vertelde dat atomen de kleinste deeltje waren.
Een paar leerlingen waaronder ik staken hun hand op. (wij lazen de Kijk een populair wetenschappelijk maandblad)

Bestaan atomen niet uit Quarks ?

Om het kort te houden, de leraar had nog nooit van Quarks gehoord. (een 40 jaar geleden)

[flappelap]

Bedankt, maar misschien moet ik me vraag anders stellen.

Komt alleen licht in quanta?

Nee. Elk type deeltje is een kwantum van een onderliggend kwantumveld. Zie b.v

[Gps]

Dank jullie wel, nu begin ik weer een beetje een overzicht te krijgen.

Ik dacht dat QFT alleen nog maar een theorie was, maar onderdelen ervan zijn al wel bewezen.

[Gps]

Met dank aan David Tong, is er nog een vraag van mij beantwoord.

Het zou kunnen dat string theorie onder de kwantum velden zit, maar dat is voorlopig nog één van de speculaties over wat kwantumvelden precies zijn.

[Gast]

Ik begrijp de uitleg, maar snap niet wat daar zo bijzonder aan is.
Dit geld niet voor elektronen en andere deeltje? Alleen voor fotonen? ... Komt alleen licht in quanta?

Het enige wat er bijzonder aan is is dat het de eerste "kwantifcatie" was, die van het elektromagnetische veld. Wat leidde tot de eerste kwantumvelden theorie: kwantum elektrodynamica.

Misschien heb je hier meer aan:

https://youtu.be/ATcrrzJFtBY

Voor het elektron geldt dus hetzelfde, maar dan betreft het kwanticatie van het elektrische veld. En zo is ieder elementair deeltje, volgens QFT (wat idd een theorie is), een kwantum van een veld. En in ieder veld worden talloze kwanta "gecreëerd" (via "canonical quantization" en nou, zie eventueel hier vanalles: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Quantization_(physics) .. superkort en simpel gezegd is een kwantumveld een oneindige reeks harmonische oscillatoren, waardoor het veld als het ware kan gaan vibreren en zo voor een excitatatie in het veld (kwantumvelden die niet in hun laagste energie- of nulpuntstoestand zitten, maar in een hogere energietoestand) kan zorgen wat we als deeltje beschouwen en zo'n deeltje is dan dus een kwantum van het veld), dus nee niet alleen licht "komt in quanta".

Bestaan atomen niet uit Quarks?

Onder andere, naast de up- en down quarks, bestaan atomen uit elektronen en de "force carriers"/boodschapperdeeltjes voor de fundamentele interacties (soms fundamentele natuurkrachten genoemd, ook al zijn het geen Newtoniaanse krachten met eenheid Newton, dus "interacties" is m.i. beter) die het atoom bij mekaar houden.

De elektromagnetische kracht houdt de elektronen vast aan het atoom met als boodschapperdeeltje het foton. De sterke kernkracht houdt de protonen en neutronen bij elkaar in de kern met als boodschapperdeeltje het gluon. De zwakke kernkracht bepaalt hoe het atoom vervalt (via W en Z bosonen).

Nu is er een hypothese dat quarks ook weer bestaan uit deeltjes, preonen, dus dat quarks geen elementaire deeltjes zijn. Maar dat is voorlopig iig enkel een hypothese, maar zoals ik begrijp zijn er nog wel een aantal "missing-links" in het standaardmodel van deeltjesfysica.

Misschien een leuk artikel over dit alles:

https://www.forbes.com/sites/startswith ... particles/

Of een soort "introductie voor een introductie tot een introductie voor QFT"-filmpje



Hier wat uitgebreider:

https://youtu.be/MmG2ah5Df4g

Maar QFT is notoir ingewikkeld, en ik weet eerlijk gezegd niet of het wel een goed idee is om het zo (proberen) te visualiseren.

Wat verder misschien interessant is, is dat als zwaartekracht een fundamentele interactie/ natuurkracht is, dan moet dit dus ook een kwantumveld hebben met elementaire deeltjes: de hypothetische gravitonen.

Het probleem met het kwantificeren van zwaartekracht is dat het graviton en "zwaartkracht als een fundamentele kracht", dat het in tegenstelling tot de andere fundamentele krachten niet-renormaliseerbaar is.

Het belangrijkste probleem hierbij is dat de elektromagnetische kracht alleen bindt aan deeltjes met een elektrische lading. De sterke kernkracht alleen aan deeltjes met kleurlading. De zwakke kernkracht alleen bij deeltjes met uhm .. wat ingewikkelder, maar het beïnvloed neutrino's, quarks en leptonen met W en Z bosonen.

Maar zwaartekracht bindt aan alles dus ook de hypothetische gravitonen, dus moet ook alles in één keer in één consistente theorie opgelost worden. Dat werkt niet op de gebruikelijke manieren waarop alle andere kwantumtheorieën werken. En men krijgt oneindigheden bij het uitrekenen.

[Xilvo]

Over school.
Op de mavo hadden wij scheikunde.
De leraar vertelde dat atomen de kleinste deeltje waren.
Een paar leerlingen waaronder ik staken hun hand op. (wij lazen de Kijk een populair wetenschappelijk maandblad)

Bestaan atomen niet uit Quarks ?

Om het kort te houden, de leraar had nog nooit van Quarks gehoord. (een 40 jaar geleden)

Scheikunde kreeg je als het goed is van een scheikundige. Die zal zeker niet hebben verteld dat atomen de kleinste deeltjes waren, die wist dat die uit protonen, neutronen en elektronen waren opgebouwd.

Hij zal zich op de hoogte hebben gehouden van ontwikkelingen op zijn vakgebied. Zaken als quarks zijn voor de gemiddelde scheikundige totaal niet van belang. Bovendien was het bestaan van quarks toen nog niet zo lang bekend. Tenslotte, toen had je nog geen internet dus moest je die kennis uit (vak)bladen halen.
Dus zo vreemd is het niet dat hij nog niet over quarks had gehoord.

Ik dacht dat QFT alleen nog maar een theorie was, maar onderdelen ervan zijn al wel bewezen.

Er bestaat in de natuurkunde niet iets als "nog maar een theorie". Een theorie is op veel manieren getest en geverifieerd en er zijn (nog) geen experimenten of waarnemingen gedaan die die theorie onderuit halen. Een theorie kan nooit bewezen worden.

[Gps]

Je hebt zeker een punt, als je over elektronen, protonen en neutronen begint, dat heb ik wel op de mavo geleerd.

Ik heb dat blad niet meer (de Kijk) en het is zo lang gelden, dat ik niet meer zeker weet wat er precies in die kijk stond.
Het was voor mij wel de eerste keer dat ik van quarks hoorde, maar als me geheugen me niet in de steek laat, werd het in de kijk nog als een niet bewezen theorie gebracht. Er was een vermoede dat er meer was.

Wat wel belangrijk is, het is meer als 40 jaar geleden en sindsdien hebben ze veel bijgeleerd en meer elementaire deeltjes gevonden.

Verder weet ik nog dat ik een scheikunde boek leende van een vriend die op een hogere opleiding zat dan ik.
Daar gingen ze al dieper in op elektronen en zo, en dat die van baan kunnen veranderen. (energie niveau)
Ik kreeg op de mavo een meer naïeve versie.

Ik heb echter via internet, veel bijgeleerd. Zoals physics(natuurkunde?) van professor Walter van Lewin.
Ik weet nog dat de eerste keer dat ik hem zag, ik vervolgens ging googlen, en bevestigd kreeg dat het een Nederlander was.
Maar wat ik zo mooi vind aan de lessen van de Amerikaanse universiteiten, ze beginnen bij het begin. F=mxa.

Verder ben ik erg blij, dat ik dit forum gevonden heb. Via youtube vind ik nog wel eens, laten we het maar even new age kwantum mechanica noemen. Dingen uit de kwantum mechanica worden volkomen uit hun verband gehaald als bewijs voor het paranormale.
Nu begrijp ik hoe youtube algoritmen werken, dus dat is waarschijnlijk mijn eigen schuld, maar met dit forum moet het niet moeilijk meer zijn om wetenschap en dat andere gescheiden te houden.

Zo vond ik gisteren dit filmpje:


Zijn benadering spreekt mij wel aan. Weg met alle vreemde dingen als dat deeltjes in meerdere plaatsen tegelijk zijn.

[flappelap]

Dank jullie wel, nu begin ik weer een beetje een overzicht te krijgen.

Ik dacht dat QFT alleen nog maar een theorie was, maar onderdelen ervan zijn al wel bewezen.

"Alleen nog maar een theorie" is een holle frase; het predikaat theorie is alleen weggelegd voor hypothesen die na vele loze falsificatie pogingen overeind bleven staan.

QFT is zelfs meer dan dat vanwege het omvangrijke karakter: het is een paradigma, waarin we onder andere het standaardmodel in hebben geformuleerd binnen(en snaartheorie, wat in feite een 2-dimensionale QFT is).

[flappelap]

En over New Age gesproken: een notoir voorbeeld van QM-verkrachting is What The Bleep Do We Know.

[wnvl1]

Het gauge theorie paradigma is dat een deelverzameling van het QF paradigma?

Om beter inzicht te krijgen in gauge theorie is daarvoor de kortste QF studeren of is er een shortcut?
Zo ja, is er een interessante link (die niet te moeilijk is maar wel met de wiskunde erbij)? De algemene principes van gauge theorieën snap ik wel en in welk opzicht electromagnetisme en ART gauge theorieën dat snap ik wiskundig ook wel. Maar als het in andere fora of op SE over gauge theorieën gaat, kan ik toch vaak niet volgen.

[flappelap]

Ik zal later wat uitvoeriger reageren, maar hier,

https://www.physicsforums.com/insights/ ... ge-theory/

heb ik ooit es een artikel geschreven over hoe de alg.rel.theorie als ijktheorie kan worden beschreven.