Papabear schreef: ↑zo 20 feb 2022, 12:15
En het lijkt me beter dan in ieder geval iets voor te stellen voor wat echt is dan alleen te stellen om stil te zijn en uit te rekenen.
Zonder iets uit te rekenen blijft het speculeren en dromen. Getallen maken de natuurkunde meetbaar/toetsbaar niet woorden.
Dromen en speculeren is goed en leuk om te doen. Uiteindelijk dienen de dromen getoetst te worden met getallen om een deel van de realiteit te zien.
Jammer dat dit topic alleen over woord spelletjes lijkt te gaan niet erg interessant en niet leerzaam. Persoonlijke mening boven inhoud lijkt het zo (zonder referenties).
Punt is dat het juist gaat om de vraag of de wiskunde naar iets echts verwijst of niet. Het wijst naar iets echts in zoverre het reeele deeltjes betreft, zo schijnt. Maar volgens mij ook in de zin dat die wiskunde naar iets verwijst en niet alleen naar deeltjes die in een lab worden waargenomen.
Het gaat hier niet om "de wiskunde", maar om een realistische interpretatie van de kwantummechanica en de interpretatie van de storingreeks die je maakt.
Dat heeft NIKS met "shut up and calculate" te maken. "Shut up and calculate" betekent dat je elke ontologische vraag omtrent de kwantummechanica wegveegt als irrelevant. Deze hele discussie gaat JUIST over die ontologie; dat ik het niet eens ben met jouw deeltjesintepretatie betekent niet dat ik elke vorm van interpretatie afwijs. Dat is een regelrechte drogreden.
Ik zal er verder over ophouden, maar je geeft mijn argumenten hier verkeerd weer en verwijst onterecht naar de instumentalistische visie.
Zonder iets uit te rekenen blijft het speculeren en dromen. Getallen maken de natuurkunde meetbaar/toetsbaar niet woorden.
Dromen en speculeren is goed en leuk om te doen. Uiteindelijk dienen de dromen getoetst te worden met getallen om een deel van de realiteit te zien.
Jammer dat dit topic alleen over woord spelletjes lijkt te gaan niet erg interessant en niet leerzaam. Persoonlijke mening boven inhoud lijkt het zo (zonder referenties).
Punt is dat het juist gaat om de vraag of de wiskunde naar iets echts verwijst of niet. Het wijst naar iets echts in zoverre het reeele deeltjes betreft, zo schijnt. Maar volgens mij ook in de zin dat die wiskunde naar iets verwijst en niet alleen naar deeltjes die in een lab worden waargenomen.
Het gaat hier niet om "de wiskunde", maar om een realistische interpretatie van de kwantummechanica en de interpretatie van de storingreeks die je maakt.
Dat heeft NIKS met "shut up and calculate" te maken. "Shut up and calculate" betekent dat je elke ontologische vraag omtrent de kwantummechanica wegveegt als irrelevant. Deze hele discussie gaat JUIST over die ontologie; dat ik het niet eens ben met jouw deeltjesintepretatie betekent niet dat ik elke vorm van interpretatie afwijs. Dat is een regelrechte drogreden.
Ik zal er verder over ophouden, maar je geeft mijn argumenten hier verkeerd weer en verwijst onterecht naar de instumentalistische visie.
Okay, maar in feite komt het op hetzelfde neer. Ik bedoel, de veldfluctuaties als echt beschouwen of de virtuele deeltjes als echt beschouwen. Veldfluctuaties zijn virtuele deeltjes zoals veldexcitaties reeele deeltjes zijn. Voor ons beiden iets wils, of wis en waarachtigs!
Het concept van virtuele deeltjes ontstaat in de perturbatietheorie van de kwantumveldentheorie, waar interacties tussen gewone deeltjes worden beschreven in termen van uitwisselingen van virtuele deeltjes. Oftewel ze bestaan alleen in berekeningen met bijvoorbeeld Feynman diagrammen.
Maar goed, zolang je maar niet denkt dat "virtual" reality de werkelijkheid benaderd .
Ethan Siegel maakt in het artikel van de openingspost overigens wel een grote fout.
Namelijk dat voor Hawkingstraling een horizon nodig is, zodat de "negative and positive frequency modes" mekaar niet overal opheffen.
Zoals hij het uitlegd zouden alle objecten Hawkingstraling uitzenden, en dat doet een neutronenster niet. Of een diamant .. of een proton. (Er ontstaat natuurlijk geen protonverval vanwege Hawkingstraling.)
En de bewering dat Hawking-straling afkomstig is uit een regio van 1-20 Rs, is m.i. een verwarring met de term Hawking-straling, die betrekking heeft op straling van een thermisch bad bij de Hawking-temperatuur,
\(T_H=\dfrac{\hbar c^3}{8 \pi Gk_BM}\)
. Rond een zwart gat.
De Hawkingstraling komt overeen met deze temperatuur.
De straling waarnaar verwezen in die regio is eigenlijk Unruh-straling, waarvan ik (en velen) betwijfel of die bestaat. (Unruh-straling wordt nog steeds als controversieel beschouwd.)
Nah, ik denk dat dit filmpje een zo goed mogelijk begrip geeft als mogelijk is zonder een exacte wiskundige beschrijving (beter dan Siegels artikel):
Dit is deels omdat ik het graag wil delen .. maar ik begrijp het ook niet goed.
Waarom zijn de verklaringen van Hawking straling vaak simpelweg verkeerd?
(Deeltje/antideeltje paren waarvan één zorgt voor uiteindelijk de "verdamping" van ieder zwart gat zodra de kosmische achtergrondstraling voldoende is afgekoeld (volgens mij voor volledige verdamping tot absoluut nul).)
Zoals bijvoorbeeld op de Wikipedia pagina's. Terwijl de werkelijkheid of iig een betere, meer realistische uitleg/verklaring zoals in de link (gepopulariseerd, maar niet fout dacht ik) niet moeilijker is om te begrijpen. Naar mijn mening juist makkelijker.
Het is niet zo dat een deeltje en een antideeltje vormen en het antideeltje zorgt voor de verdamping door het inwendige the annihileren. Het is het negatief energie gedeekte van een virtueel deeltje dat dat doet (de massa van het gat opheffen). Er ontsnappen zowel deeltjes als antideeltjes bij de horizon, die beiden kunnen ontsnappen.
Het concept van virtuele deeltjes ontstaat in de perturbatietheorie van de kwantumveldentheorie, waar interacties tussen gewone deeltjes worden beschreven in termen van uitwisselingen van virtuele deeltjes. Oftewel ze bestaan alleen in berekeningen met bijvoorbeeld Feynman diagrammen.
Maar goed, zolang je maar niet denkt dat "virtual" reality de werkelijkheid benaderd .
Ja. Er is nogal wat verwarring rondom het begrip virtueel deeltje. Ik denk dat het begrip "virtueel" verwijst naar het niet op massa schaal liggen van p en E verwijst. E en p zijn niet gebonden aan de realativistische energie-impuls relatie. Dat is een vrij onalledaags deeltjes trekje. Maar verder staat een virtueel deeltje op hetzelfde ontologisch niveau als een reeel deeltje. Beiden zijn niet direct waar te nemen. Natuurlijk kan een foton vanaf een reeel deeltje je oog raken. En dat is niet het geval met een virtueel deeltje. Maar dat wil niet zeggen dat virtuele deeltjes niet bestaan. Ze worden ook niet uitgewisseld. Reeele deeltjes koppelen aan virtuele deeltjes tijedens een interactie. Maar ze wisselen ze niet uit. De virtuele deeltjes zijn aanwezig voor, tijdens, en na de wisselwerking.
Het concept van virtuele deeltjes ontstaat in de perturbatietheorie van de kwantumveldentheorie, waar interacties tussen gewone deeltjes worden beschreven in termen van uitwisselingen van virtuele deeltjes. Oftewel ze bestaan alleen in berekeningen met bijvoorbeeld Feynman diagrammen.
Maar goed, zolang je maar niet denkt dat "virtual" reality de werkelijkheid benaderd .
"Oftewel ze bestaan alleen in berekeningen met bijvoorbeeld Feynman diagrammen."
Dat is dus precies de vraag! Uitwisseling is trouwens niet wat er plaats vindt. Hoe kan een deeltje een deeltje uitzenden of absorberen? Da kannie. Reeele deeltje kunnen koppelen aan het virtuele veld, aan het vacuum, maar geen virtuele deeltjes uitwisselen.
Papabear schreef: ↑ma 04 apr 2022, 20:24
Dat is een vrij onalledaags deeltjes trekje. Maar verder staat een virtueel deeltje op hetzelfde ontologisch niveau als een reeel deeltje. Beiden zijn niet direct waar te nemen. Natuurlijk kan een foton vanaf een reeel deeltje je oog raken.
?
Wat bedoel jij dan met "direct waar te nemen"? Als een foton een fotogevoelige plaat raakt en er een stipje op verschijnt, dan is dat geen directe waarneming?
Zijn er andere fysici die jouw mening delen omtrent de ontologie van virtuele deeltjes?
Papabear schreef: ↑ma 04 apr 2022, 20:24
Maar verder staat een virtueel deeltje op hetzelfde ontologisch niveau als een reeel deeltje.
Nee, dat is onjuist.
Heel kort gezegd zijn die virtuele deeltjes of deeltje-antideeltje paren die spontaan ontstaan en weer annihileren niets meer dan een rekenhulpmiddel.
Je kunt bijvoorbeeld oneindig veel Feynman diagrammen (met oneindig veel virtuele deeltjes) maken voor dezelfde interactie tussen echte deeltjes, zie hier:
Waarin ook de "on shell particles" kort uitgelegd wordt, wat Flappelap benoemde (geloof ik).
Maar het gaat er dus om dat het eindresultaat hetzelfde is: de echte deeltjes (die we daadwerkelijk kunnen detecteren) die betrokken zijn bij iedere interactie qua inkomende en uitgaande deeltjes.
Het simpele, maar mooie voorbeeld wat Flappelap geeft over een stap van een meter delen door een hoeveelheid virtuele stapjes is hetzelfde principe.
..............
Verder voor de geïnteresseerde:
Iets dat samengaat met de kwantumveldentheorie - maar niet in de reguliere kwantummechanica - is dat het vacuüm zelf gepolariseerd kan worden: niet alleen elektrisch, maar onder elke kracht of interactie. Zelfs als er geen geladen bronnen zijn, kunnen we nog steeds vacuümpolarisatie hebben als gevolg van een extern veld, bijvoorbeeld gravitationele vacuüm polarizatie (wat weer een rol speelt bij Hawkingstraling).
Dit betekent niet dat de lege ruimte zelf vol met deeltjes is, maar eerder dat je kwantummechanische operators hebt, inclusief de operators voor "deeltjescreatie" en "deeltjesvernietiging", die continu op de vacuümtoestand inwerken. En dit .. wordt vaak gevisualiseerd met virtuele deeltjes: "paren van deeltjes en antideeltjes die in en uit het bestaan springen", maar dat deel is slechts een rekenhulpmiddel om te visualiseren wat er daadwerkelijk (voor zover we denken te weten) op kwantumniveau in de lege ruimte gebeurt.
Dit heeft echter wel waarneembare effecten. Één daarvan staat bekend als vacuüm dubbele breking (vacuum birefringence: https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_polarization): het idee dat een sterk, extern veld ervoor kan zorgen dat dit type polarisatie de ruimte zelf leegmaakt. In de nabijheid van een neutronenster is dit het sterkst. In 2016 werd polarisatie van licht rond neutronensterren voor het eerst waargenomen, wat dit beeld bevestigt en een astrofysische voorspelling die helemaal teruggaat tot Heisenberg.
Maar goed een ander voorbeeld is het Casimir effect.
Het kwantumvacuüm (vacuüm energie) heeft dus duidelijk waarneembare effecten, op ~micron-schalen en astrofysisch op stellaire schalen. Dat betekent echter niet dat virtuele deeltjes fysisch echt zijn. Het betekent dat het gebruik van de rekentool van virtuele deeltjes in het vacuüm ons in staat stelt kwantitatieve voorspellingen te doen over hoe materie en energie zich gedragen als ze door lege ruimte gaan, en hoe lege ruimte verschillende eigenschappen krijgt wanneer externe velden of randvoorwaarden worden toegepast.
De deeltjes zijn echter niet echt, in die zin dat we er niet mee kunnen botsen of ermee kunnen interageren.
Als je echte deeltjes hebt - i.e. een niet-vacuümtoestand - dan vertellen dezelfde kwantumveldtheorietechnieken die je zou gebruiken om het kwantumvacuüm te berekenen je eigenlijk over echte, fysieke deeltjes (en antideeltjes) die in en uit kunnen springen bestaan.
We denken bijvoorbeeld aan een proton dat het bestaat uit drie quarks, bij elkaar gehouden door gluonen. Maar wanneer we hoogenergetische botsingen van deze protonen uitvoeren en hun binnenkant door diepe inelastische verstrooiing onderzoeken, vinden we eigenlijk allerlei extra deeltjes erin: extra quarks en antiquarks, een extreme dichtheid van gluonen, en zelfs leptonen en extra bosonen daarbinnen (je kunt een hele lezing geven over hoe de asymmetrie tussen materie en antimaterie heeft geleid tot het universum zoals die nu is).
In het vacuüm van de lege ruimte, welke randvoorwaarden je ook stelt of hoe sterk je externe velden ook zijn, je zult nooit in staat zijn om te verstrooien van wat zich in het kwantumvacuüm bevindt. Het kwantumvacuüm zelf zal echter echte, fysische effecten vertonen op materie en straling die er doorheen gaat. Het vacuüm wordt gepolariseerd, wat betekent dat het zijn eigen interne velden genereert, en die interne velden - niet alleen de externe - beïnvloeden de materie en straling die er doorheen gaat.
Er zijn echter zelf geen deeltjes om tegenaan te botsen of van te verstrooien. En dat maakt een virtueel deeltje m.i. overduidelijk een niet bestaand deeltje.
De effecten van het kwantumvacuüm zijn reëel; de virtuele deeltjesvisualisatie is nuttig, maar de deeltjes zelf zijn niet echt.
Alleen als je echte deeltjes in je ruimte hebt, kunnen de deeltjes die voortkomen uit interacties daadwerkelijk direct worden gedetecteerd, wat in zekere zin hun "echtheid" aangeeft. Onthoud dat de enige rechtvaardiging die we hebben om iets 'echt' te noemen, is dat we het kunnen detecteren en meten.
Ik geef hierover toevallig binnenkort een praatje bij een sterrenkundevereniging.
Hoe ging dat en if I may ask welke vereniging?
En
Wat Hawkingstraling dan wel precies is, is erg moeilijk uit te leggen in termen van klassieke fenomenen ..
Nou, ik zou zeggen onmogelijk nietwaar?
Het is voor mij persoonlijk het moeilijkste wat ik heb geprobeerd volledig te begrijpen, maar ik heb het gevoel dat ik dat nog steeds niet doe .. Oftewel ik doe het niet.
Ik vraag me ook af hoeveel mensen dit wel volledig begrijpen, het is tenslotte de eerste en zover ik weet enige soort van unificatietheorie (op snaartheorieën na).
Ik geef hierover toevallig binnenkort een praatje bij een sterrenkundevereniging.
Hoe ging dat en if I may ask welke vereniging?
En
Wat Hawkingstraling dan wel precies is, is erg moeilijk uit te leggen in termen van klassieke fenomenen ..
Nou, ik zou zeggen onmogelijk nietwaar?
Het is voor mij persoonlijk het moeilijkste wat ik heb geprobeerd volledig te begrijpen, maar ik heb het gevoel dat ik dat nog steeds niet doe .. Oftewel ik doe het niet.
Ik vraag me ook af hoeveel mensen dit wel volledig begrijpen, het is tenslotte de eerste en zover ik weet enige soort van unificatietheorie (op snaartheorieën na).
Ja, zo'n praatje gaat wel goed (het was bij de vereniging Thales uit Zwolle). Het is minder onmogelijk dan je wellicht denkt. Ik volg de volgende lijn van denken:
- De N-deeltjes toestand is voor alle inertiaalwaarnemers hetzelfde
- Als je gaat versnellen dan wordt deze N-deeltjes toestand anders, net zoals er in de mechanica schijnkrachten opduiken als je versnelt;
- Daardoor zal een versnellende waarnemer deeltjes meten waar een inertiaalwaarnemer dat niet doet;
- Zo'n versnellende waarnemer neemt ook een horizon waar (de zgn. Rindler horizon);
- Volgens het equivalentieprincipe is zo'n versnelde waarnemer gelijk aan een zwaartekrachtsveld;
- Een zwaartekrachtsveld met een horizon noemen we een zwart gat.
Hawkingstraling heeft trouwens weinig te maken met unificatie. Het behelst geen kwantumzwaartekracht, maar is slechts het gevolg van kwantumveldentheorie op een klassieke achtergrond. Je kunt het dus een beetje vergelijken met gewone, niet-relativistische kwantummechanica in de achtergrond van een elektrisch veld (zoals het waterstof-atoom).
En ook de fysische interpretaties van alleen de Bogoliubov transformatie, zijn verschillend .. waarbij geen één 'de juiste' is.
En zover ik weet is het onbekend wat de onderliggende betekenis is van "negatieve frequentie modes".
Maar goed ik begrijp het voor mijn doen goed genoeg.
"Unificatietheorie" is idd het verkeerde woord (vandaar soort van), maar ik bedoelde de eerste (en zover ik weet enige) kwantumvelden theorie bij gekromde ruimtetijd.
