Diskretheit der Welt möglicherweise Grund für Atomkernzerfall?
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Gregor: beachtet man die extrem kleinen Werte von Planck-Länge und -Zeit, dann ist der Raum bereits auf etwas größeren Skalen pseudo-Isotrop. Bei einer Plack-Länge von ca. 10^-35 m sind mögliche Anisotropien und Inhomogenitäten bei heutigen Messgenauigkeiten (ca. 10^-35 m) schon lang nicht mehr messbar, bestenfalls in kosmologischen Maßstäben (als Überbleibsel der Inflationsphase), und auf solchen Skalen (einige hundert MPc bis einige GPc) sind durchaus Inhomogenitäten zu beobachten (http://de.wikipedia.org/wiki/Struktur_des_Kosmos).
Man kann also die Symmetrien als Modelle annehmen, die in den Grenzbereichen sehr kleiner Abstände und extrem großer Abstände nicht mehr gültig sein müssen. Man kann das analog zur Geschwindigkeitsaddition in der Newtonschen Mechanik betrachten (zwei Autos die mit je 100 km/h aufeinander zufahren haben eine Relativgeschwindigkeit von 200 km/h), die bei relativistischen Geschwindigkeiten auch nichtmehr gilt.
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Der ist radioaktive Zerfall kein "unverstandenes" Phänomen. Man kann bereits mit sehr einfachen Modellannahmen radioaktive Zerfallskonstanten über mehrere Größenordnungen hinweg ganz gut annähern. Und das sind nur Modelle a la "stellen wir uns mal vor, ein α-Teilchen schwingt im Kernpotential hin und her und hat eine Chance herauszutunneln". Theoretische Kernphysiker haben da auch sehr viel bessere Modelle.
Wer da näheres wissen will, lese Lehrbücher zur Kernphysik. Ist natürlich nicht einfach das Thema, doch leider fallen mir keine guten populärwissenschaftlichen Bücher zum Thema ein.Außerdem ist die Plancklänge<<Radius der Kernteilchen, d.h. die merken von dieser gar nichts. Und man kann natürlich auf den Skalen der Kernphysik nicht mehr mit den Gesetzen der Kontinuumsmechanik argumentieren, die man aus dem Alltag kennt.
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SeppJ schrieb:
Der ist radioaktive Zerfall kein "unverstandenes" Phänomen.
Gänzlich verstanden ist er andererseits aber auch nicht. Wie für viele Bereiche in der Physik gibts auch in der Kernphysik eine Reihe Modelle, die jeweils nur einzelne Aspekte beschreiben können. Ein einheitliches Modell das alle beobachtbaren Effekte beschreibt ist bisher noch nicht gefunden worden.
Ob sich allerdings eine Quantelung der Raumzeit auf Planckskalen mit dementsprechend extrem hohen Energieskalen auf die Kernphysik auswirkt, die ja auf vergleichsweise niedrigen Energieskalen stattfindet, halte ich für fraglich.
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Nebenbei wird gerade beim Kernzerfall der hier so oft erwähnte Energieerhaltungssatz (kurzzeitig) verletzt. Einen diskreten Raum gibt es auch in der Theorie der Schleifenquantengravitation.
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Ich würde behaupten, der radioaktive Zerfall ist fast völlig unverstanden. Was man weiß, es gibt ominöse "Kernkräfte", die den Kern zusammenhalten und stärker sind als die elektrische Abstoßung. Gleichzeitig ist deren Reichweite aber so kurz, dass wenn ein Proton entkommt, vom Kern abgestoßen wird (alles klar).
Es gilt also, eine gewisse Stufe zu "überspringen", weil die Teilchen eigentlich nicht genug Energie haben, um zu entkommen. Die Quantenmechanik erklärt das so, dass die Teilchen es manchmal "zufällig" schaffen, aus dem Potenzialtopf rauszu"tunneln". Wie ein Ball, der aus dem Stillstand mal schnell zufällig einen kleinen Hügel raufrollen kann, weil es hinter dem Hügel weiter bergab geht als wie auf der Höhe, wo er vorher war.
So und dass soll jetzt eine Erklärung sein, die von Verständnis zeugt? Ich bin ja nicht so davon überzeugt. Das Modell funktioniert zwar in der Praxis gut, zeigt aber imho nicht, dass der Kernzerfall verstanden ist.
.filmor schrieb:
Nebenbei wird gerade beim Kernzerfall der hier so oft erwähnte Energieerhaltungssatz (kurzzeitig) verletzt. Einen diskreten Raum gibt es auch in der Theorie der Schleifenquantengravitation.
Verletzen würde ich jetzt nicht sagen. Die Energie eines Teilches ist nämlich nach der Quantenmechanik unscharf, aber im statistischen Mittel wird der Energieerhaltungssatz eingehalten. Das war eine recht wichtige Voraussetzung überhaupt dafür, dass die Quantenmechanik akzeptiert wurde, weil dies sich mit der täglichen Beobachtung deckt. Und ganz offensichtlich kann keine neue Theorie bisherige Erkenntnisse verwerfen, höchsten erweitern.
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Optimizer schrieb:
Es gilt also, eine gewisse Stufe zu "überspringen", weil die Teilchen eigentlich nicht genug Energie haben, um zu entkommen. Die Quantenmechanik erklärt das so, dass die Teilchen es manchmal "zufällig" schaffen, aus dem Potenzialtopf rauszu"tunneln". Wie ein Ball, der aus dem Stillstand mal schnell zufällig einen kleinen Hügel raufrollen kann, weil es hinter dem Hügel weiter bergab geht als wie auf der Höhe, wo er vorher war.
So und dass soll jetzt eine Erklärung sein, die von Verständnis zeugt? Ich bin ja nicht so davon überzeugt. Das Modell funktioniert zwar in der Praxis gut, zeigt aber imho nicht, dass der Kernzerfall verstanden ist.
Die Erkenntnis liegt darin, dass sich der Kernzerfall durch die Quantenmechanik beschreiben lässt. Dies bedeutet, dass die Quantelung der Wirkung, die man ja auch von anderen Vorgängen her kennt, eine wichtige Rolle beim Kernzerfall spielt.
