Relatie tussen onzekerheidsrelatie en virtuele deeltjes

[always]

Kan iemand mij uitleggen waarom uit de formule ΔE*Δt> ħ volgt dat er  in het vacuüm op erg kleine schaal een constant proces van creatie en vernietiging van deeltjes plaatsvinden.
Ik zie het verband niet tussen de onzekerheid van meting van energie en tijd en het ontstaan van deeltjes uit het niets. Wie wel?

[physicalattraction]

Uit die onzekerheidsrelatie volgt niet direct dát er virtuele deeltjes ontstaan in het vacuüm, maar geeft wel aan dat het mogelijk zou kunnen zijn, en geeft hiervan de grenzen aan.

[always]

Maar hoe blijkt dat dan volgens dat onzekerheid principe en die formule?

[physicalattraction]

Beschouw spontane elektron-positron paarvorming. Er kan geen energie uit het niets gecreëerd worden, dus in principe kan er niet spontaan een elektron-positron paar vormen. Een elektron-positron paar bevat massa, en dus energie. Je kan de onzekerheidsrelatie echter zien dat het vacuüm wel energie kan 'lenen', zolang hij het maar weer binnen een bepaalde tijd 'terugbetaalt'. Hoe meer energie het vacuüm leent (grotere

\(\Delta E\)

), hoe eerder hij het terug moet leveren (kleinere

\(\Delta t\)

). Zo kun je eens voor de grap de massa van een elektron en positron opzoeken, dit omrekenen in energie, en dan de gemiddelde lifetime van een spontaan gecreëerd paar uitrekenen. Wiskundig zit het wat dieper in elkaar dan dat ik het hier meld, maar daar weet ik de details ook niet meer van.

[Ruud1234]

1 Dragen die deeltjes bij aan de massa van het heelal?
2 Hebben de deeltjes een gemiddelde snelheid ten opzichte van de aarde, wel of niet gelijk aan die van de kosmische achtergrondstraling?

[physicalattraction]

Ik heb weinig kaas gegeten van kosmologie, dus op die vragen moet ik je het antwoord schuldig blijven.

[Michel Uphoff]

Als die virtuele 'deeltjes' paren geen energie op kunnen leveren (ze ontstaan -in de berekeningen- maar verdwijnen -in de berekeningen- zo snel dat 'de natuur het niet door heeft'), kunnen ze ook geen massa opleveren. Maar ik zie die virtuele 'deeltjes' liever als een noodzakelijk wiskundig hulpmiddel dan iets fysieks.
 
Wat is een virtueel deeltje volgens Matt Strassler: klik
Een zeer leesbaar artikeltje over die virtuele deeltjesparen aka nulpuntsenergie aka kwantumschuim: klik

[descheleschilder]

Virtuele deeltjes hebben de eigenschap (in tegenstelling tot reële deeltjes) dat E/c en de relativistische impuls (beiden onderdelen van een viervector) onafhankelijk van elkaar zijn. Zo´n deeltje kan dus een relativistische impuls (γv) hebben zonder een bijbehorende energie (ook geen rustenergie van het deeltje).

[always]

"Je kan de onzekerheidsrelatie echter zien dat het vacuüm wel energie kan 'lenen'"
 
Hoe moet ik dat zien energie lenen? Waar haalt het die energie dan vandaan?
 
En als die virtuele deeltjes energie of massa hebben waarom zou het dan niet eerder donkere materie zijn ipv donkere energie?
Zou de versnelde uitdijing niet eerder komen door antigravitonen? OF kan het zo zijn dat donkere energie het netto resultaat is van de aantrekkende invloed van zijn massa/energie minus zijn afstotende werking op gewone materie?

[physicalattraction]

Hoe moet ik dat zien energie lenen? Waar haalt het die energie dan vandaan?

Om eerlijk te zijn: geen idee. Ik gaf het als een interpretatie, maar niet als een oorzaak-gevolg relatie.

 

En als die virtuele deeltjes energie of massa hebben waarom zou het dan niet eerder donkere materie zijn ipv donkere energie?

Zou de versnelde uitdijing niet eerder komen door antigravitonen? OF kan het zo zijn dat donkere energie het netto resultaat is van de aantrekkende invloed van zijn massa/energie minus zijn afstotende werking op gewone materie?

Hier ga je wel heel snel! We hebben het hier over de relatie tussen Heisenberg's onzekerheidrelatie en virtuele deeltjes, niet over donkere materie, donkere energie, of antigravitonen. Probeer je bij het onderwerp te houden, en mocht je nog meer vragen hebben, stel die dan in aparte topics.

[Moab]

 Maar ik zie die virtuele 'deeltjes' liever als een noodzakelijk wiskundig hulpmiddel dan iets fysieks.
 
 

 
ik ook , maar , ( er is ook  altijd een maar )
 
virtuele "deeltjes" of in andere woorden kwantumvacuümfluctuaties
Hawkingstraling <b> , </b>mooi voorbeeld hoe pure wiskunde fysieke vorm aanneemt ( als de theorie bewezen kan worden )
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation 

[Ruud1234]

 
ik ook , maar , ( er is ook  altijd een maar )
 
virtuele "deeltjes" of in andere woorden kwantumvacuümfluctuaties
Hawkingstraling <b> , </b>mooi voorbeeld hoe pure wiskunde fysieke vorm aanneemt ( als de theorie bewezen kan worden )
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation 

Ik heb een artikel gevonden van Scientific American, waarin virtuele fotons worden omgezet in echte fotons.
http://www.scientificamerican.com/article/something-from-nothing-vacuum-can-yield-flashes-of-light/
De (meeste?) energie van het foton wordt echter door het experiment geleverd als ik het goed lees.
Als echter niet alle energie uiteindelijk van het experiment zou komen, is er toch echt iets uit het niets gekomen.
Dan is de massa in het heelal een klein beetje toegenomen.

[physicalattraction]

Als echter niet alle energie uiteindelijk van het experiment zou komen, is er toch echt iets uit het niets gekomen.
Dan is de massa in het heelal een klein beetje toegenomen.

 
Dat er massa uit het niets komt is bekend. Laat twee voldoende energetische fotonen met elkaar botsen, en er is een eindige kans dat dit een elektron-positron paar oplevert. Een reëel paar, want er is voldoende energie beschikbaar. De fotonen hadden geen massa, het elektron en het positron hebben dat wel. Ook kan massa in het niets verdwijnen, denk bijvoorbeeld aan kernsplijting. Massa is slechts een vorm van energie, en energie kan in het algemeen van de ene vorm in de andere omgezet worden.
 
Energie kan echter niet zomaar gecreëerd worden, en dat is ook niet wat er in het stukje dat je aanhaalt lijkt te gebeuren. Zo melden ze bijvoorbeeld:

The investigators caution that such experiments do not constitute a magical way to get more energy out of a system than what is input. For instance, it takes energy to change a material's index of refraction.

Met Heisenberg's onzekerheidsrelatie kun je eens uitrekenen hoeveel energie je voor 1 seconde kunt "lenen" van het vacuüm.

[Ruud1234]

Mogelijk formuleer ik onnauwkeurig, omdat ik het verschil niet zo zie zitten tussen relativistische massa en "gewone?" massa.
Als de relavistische massa van die fotonen bij elkaar optel, heb ik net zo veel massa als ik had met het electron en positron.
Ik zou ook niet goed weten hoe ik het wel kloppend zou moeten formuleren.
Ik zou het energie kunnen noemen, maar dan zou ik de massa van een electron gestolde energie moeten noemen?
 
Uw formulering is ook wat tegenstrijdig.
 
U zegt dat :
1 Massa gecreëerd kan worden door fotonen te laten botsen.
2 Massa een vorm van energie is.
3 Energie niet zomaar gecreëerd kan worden.
 
Ik lees de quote van de onderzoekers echter wat anders dan u dat doet.
Ik lees daar uit dat je het systeem niet als een bron van gratis energie kunt gebruiken, gezien de hoeveelheid die het systeem verbruikt.
 
Maar goed dat is mijn intepretatie.
Daar kan alleen de onderzoeker uitsluitsel over geven.
 
Feit in het onderzoek is wel dat een "bestaand" virtueel foton wordt omgezet in een echt foton.
Dan lijkt er dus begonnen te worden met een kleine hoeveelheid virtuele energie, van dat virtuele foton, die uit het niets komt.(2 fotonen tegelijkertijd eigenlijk)

[physicalattraction]

Mogelijk formuleer ik onnauwkeurig, omdat ik het verschil niet zo zie zitten tussen relativistische massa en "gewone?" massa.

Als de relavistische massa van die fotonen bij elkaar optel, heb ik net zo veel massa als ik had met het electron en positron.

Ik zou ook niet goed weten hoe ik het wel kloppend zou moeten formuleren.

Ik zou het energie kunnen noemen, maar dan zou ik de massa van een electron gestolde energie moeten noemen?

 
Goed punt. Ik had het over rustmassa of invariante massa, niet over relativistische massa. Op Wikipedia staat een definitie van beide.

 

1 Massa gecreëerd kan worden door fotonen te laten botsen.

2 Massa een vorm van energie is.

3 Energie niet zomaar gecreëerd kan worden.

Dit is geen tegenspraak. Wat ik zeg is dat, om massa te creëren, je ergens anders energie moet inleveren. Vergelijk het met het vallen van een steen. Je creëert kinetische energie, maar je verbruikt potentiële energie.