Freitag, 22. Juli 2011
Urwort-Theorie: Feinstrukturkonstante hergeleitet
klauslange,00:40h
Seit einiger Zeit arbeite ich daran die Struktur des 12-dimensionalen Aufbaus ausschließlich aus der G4-Matrix herzuleiten, was mir durch eine spezielle Zutat der Heim-Theorie auch gelungen ist. Doch dabei sollte es nicht bleiben: Zu meiner eigenen Überraschung lässt sich eine sehr gute Näherung der reziproken Feinstrukturkonstante ableiten! Dies sogar in einer mehrfachen Hinsicht. Die Abhandlung dazu wird gerade verfasst. Dies ist nur eine kleine Vorankündigung dafür.
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Donnerstag, 14. Juli 2011
Hinweis auf Lücke im Standardmodell
klauslange,23:43h
Nun berichtet astronews.com über ernsthafte Hinweise auf Lücken im Standardmodell der Teilchenphysik: hier.
Aktuelle Ergebnisse aus dem Forschungszentrum Fermilab bei Chicago verstärken den Hinweis auf eine Lücke des Standardmodells der Teilchenphysik. Eine Analyse der neuesten Daten des Experimentes DZero am Teilchenbeschleuniger Tevatron hat nun bestätigt, dass beim Zerfall von B-Mesonen etwa ein Prozent mehr Myonen als ihre Antiteilchen, Antimyonen, entstehen. Dieser Effekt ist etwa 50-Mal größer als erwartet.
Die aktuelle Studie des Fermilab vergleicht die theoretische Vorhersage mit den tatsächlichen Daten aus Teilchenkollisionen am Teilchenbeschleuniger Tevatron. Die Physiker stellen die Anzahl der Myonen und der Antimyonen einander gegenüber, die beim Zerfall von B-Mesonen entstehen. Dabei fanden sie heraus, dass es etwa ein Prozent mehr Myonen als Antimyonen gibt. Diese Abweichung ist 50-mal größer als vom Standardmodell der Elementarteilchen vorhergesagt wird.
Bei der aktuellen Studie handelt es sich um eine Aktualisierung der Analyse des letzten Jahres: Inzwischen konnten rund 50 Prozent mehr Daten analysiert und damit die Unsicherheit des Ergebnisses verringert werden. Die Chance, dass es sich bei dem Effekt um einen statistischen Zufall handelt, liegt nun bei etwa 0,005 Prozent und hat damit den Status eines starken Hinweises auf eine wissenschaftliche Entdeckung. Allerdings spricht man in der Wissenschaft erst bei 0,00003 Prozent und bei unabhängiger Bestätigung durch andere Experimente von einer echten Entdeckung.
Ein neues Experiment am CERN (LHCb-Experiment) arbeitet mit Hochdruck an einer Messung des beobachteten Phänomens in einem anderen Zerfallskanal des B-Mesons.
Aktuelle Ergebnisse aus dem Forschungszentrum Fermilab bei Chicago verstärken den Hinweis auf eine Lücke des Standardmodells der Teilchenphysik. Eine Analyse der neuesten Daten des Experimentes DZero am Teilchenbeschleuniger Tevatron hat nun bestätigt, dass beim Zerfall von B-Mesonen etwa ein Prozent mehr Myonen als ihre Antiteilchen, Antimyonen, entstehen. Dieser Effekt ist etwa 50-Mal größer als erwartet.
Die aktuelle Studie des Fermilab vergleicht die theoretische Vorhersage mit den tatsächlichen Daten aus Teilchenkollisionen am Teilchenbeschleuniger Tevatron. Die Physiker stellen die Anzahl der Myonen und der Antimyonen einander gegenüber, die beim Zerfall von B-Mesonen entstehen. Dabei fanden sie heraus, dass es etwa ein Prozent mehr Myonen als Antimyonen gibt. Diese Abweichung ist 50-mal größer als vom Standardmodell der Elementarteilchen vorhergesagt wird.
Bei der aktuellen Studie handelt es sich um eine Aktualisierung der Analyse des letzten Jahres: Inzwischen konnten rund 50 Prozent mehr Daten analysiert und damit die Unsicherheit des Ergebnisses verringert werden. Die Chance, dass es sich bei dem Effekt um einen statistischen Zufall handelt, liegt nun bei etwa 0,005 Prozent und hat damit den Status eines starken Hinweises auf eine wissenschaftliche Entdeckung. Allerdings spricht man in der Wissenschaft erst bei 0,00003 Prozent und bei unabhängiger Bestätigung durch andere Experimente von einer echten Entdeckung.
Ein neues Experiment am CERN (LHCb-Experiment) arbeitet mit Hochdruck an einer Messung des beobachteten Phänomens in einem anderen Zerfallskanal des B-Mesons.
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Dienstag, 21. Juni 2011
Elementarteilchen aus sechs Quarks?
klauslange,19:38h
Über ein sehr interessantes Ergebnis des COSY-Verbundes hat scinexx berichtet, hier.
Zitat:
Bis jetzt ließ sich die Existenz solcher exotischer Hadronen allerdings nie eindeutig nachweisen. Neue Messungen am Jülicher COSY-Beschleuniger geben Hinweise auf ein neues komplexes Teilchen, dass diese Lücke schließen könnte. In den Experimenten am Teilchenbeschleuniger untersuchten die Wissenschaftler die Kollision von Protonen und Neutronen, bei der die beiden Teilchen zu einem Deuteron verschmolzen und zusätzlich zwei neutrale Pi-Mesonen - kurz: Pionen - entstanden. Mit dem besonders gleichmäßigen, durch mehrere Korrekturverfahren „gekühlten" Protonenstrahl am COSY (COoler SYnchrotron) ließ sich die Impulsverteilung jedes einzelnen Zusammenstoßes sehr genau bestimmen.
„Hadronisches Molekül“ aus sechs Quarks?
Die Experimente weisen auf eine neue Struktur hin, die insgesamt sechs Quarks umfasst. Die beobachtete Struktur ist extrem kurzlebig und ließ sich nur indirekt über ihre Zerfallsprodukte nachweisen. Der schnell vergängliche Zwischenzustand - Fachbegriff: Resonanz - existiert nur für die Dauer einer Hunderttrilliardstel (10^-23) Sekunde. Diese Zeitspanne ist so kurz, dass Licht darin gerade einmal einen kleinen Atomkern durchlaufen könnte.
Bei der Struktur könnte es sich um ein exotisches, kompaktes Teilchen handeln oder auch um ein "hadronisches Molekül", das - ähnlich wie ein gewohntes Molekül, nur in kleineren Dimensionen - aus mehreren kleinen Kernbausteinen aufgebaut ist, vielleicht sogar ganz ähnlich wie ein Atomkern. Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, müsste dem Particle Data Booklet, der "Bibel der Experimentalteilchenphysiker", ein neuer Eintrag hinzugefügt werden.
Neues Teilchen könnte ABC-Effekt erklären
„Die neuartige Resonanzstruktur, die wir beobachtet haben, lässt den ABC-Effekt in einem völlig neuen Licht erscheinen", berichtet der Sprecher der Arbeitsgruppe, Professor Heinz Clement von der Universität Tübingen. Die Physiker Alexander Abashian, Norman E. Booth und Kenneth M. Crowe hatten 1960 erstmals das mysteriöse Phänomen beschrieben. Es bezeichnet eine unerklärliche Abweichung bei Fusionsexperimenten mit leichten Atomkernen - das Auftreten unerwartet vieler neutraler Pi-Meson-Paare mit kleiner Energie. Seitdem suchen Forscher nach der Ursache für den ABC-Effekt, und der neuartige Zustand wäre wegen seiner Zerfallseigenschaften ein passender Kandidat.
Mein Kommentar: Diese neue Resonanzstruktur, für die es nun die experimentellen Hinweise gibt, passt auch sehr gut zur Heimschen QFT und damit zur Urwort-Theorie. Das, was im Mainstream als Quarks bezeichnet wird, sind bei Heim Fluktonen mit schließlich mehr als drei Konfigurationszonen (beim Heim streng genommen vier, aber unter dem Dach der Urwort-Theorie sehe ich die Möglichkeit von sogar sechs).
Zitat:
Bis jetzt ließ sich die Existenz solcher exotischer Hadronen allerdings nie eindeutig nachweisen. Neue Messungen am Jülicher COSY-Beschleuniger geben Hinweise auf ein neues komplexes Teilchen, dass diese Lücke schließen könnte. In den Experimenten am Teilchenbeschleuniger untersuchten die Wissenschaftler die Kollision von Protonen und Neutronen, bei der die beiden Teilchen zu einem Deuteron verschmolzen und zusätzlich zwei neutrale Pi-Mesonen - kurz: Pionen - entstanden. Mit dem besonders gleichmäßigen, durch mehrere Korrekturverfahren „gekühlten" Protonenstrahl am COSY (COoler SYnchrotron) ließ sich die Impulsverteilung jedes einzelnen Zusammenstoßes sehr genau bestimmen.
„Hadronisches Molekül“ aus sechs Quarks?
Die Experimente weisen auf eine neue Struktur hin, die insgesamt sechs Quarks umfasst. Die beobachtete Struktur ist extrem kurzlebig und ließ sich nur indirekt über ihre Zerfallsprodukte nachweisen. Der schnell vergängliche Zwischenzustand - Fachbegriff: Resonanz - existiert nur für die Dauer einer Hunderttrilliardstel (10^-23) Sekunde. Diese Zeitspanne ist so kurz, dass Licht darin gerade einmal einen kleinen Atomkern durchlaufen könnte.
Bei der Struktur könnte es sich um ein exotisches, kompaktes Teilchen handeln oder auch um ein "hadronisches Molekül", das - ähnlich wie ein gewohntes Molekül, nur in kleineren Dimensionen - aus mehreren kleinen Kernbausteinen aufgebaut ist, vielleicht sogar ganz ähnlich wie ein Atomkern. Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, müsste dem Particle Data Booklet, der "Bibel der Experimentalteilchenphysiker", ein neuer Eintrag hinzugefügt werden.
Neues Teilchen könnte ABC-Effekt erklären
„Die neuartige Resonanzstruktur, die wir beobachtet haben, lässt den ABC-Effekt in einem völlig neuen Licht erscheinen", berichtet der Sprecher der Arbeitsgruppe, Professor Heinz Clement von der Universität Tübingen. Die Physiker Alexander Abashian, Norman E. Booth und Kenneth M. Crowe hatten 1960 erstmals das mysteriöse Phänomen beschrieben. Es bezeichnet eine unerklärliche Abweichung bei Fusionsexperimenten mit leichten Atomkernen - das Auftreten unerwartet vieler neutraler Pi-Meson-Paare mit kleiner Energie. Seitdem suchen Forscher nach der Ursache für den ABC-Effekt, und der neuartige Zustand wäre wegen seiner Zerfallseigenschaften ein passender Kandidat.
Mein Kommentar: Diese neue Resonanzstruktur, für die es nun die experimentellen Hinweise gibt, passt auch sehr gut zur Heimschen QFT und damit zur Urwort-Theorie. Das, was im Mainstream als Quarks bezeichnet wird, sind bei Heim Fluktonen mit schließlich mehr als drei Konfigurationszonen (beim Heim streng genommen vier, aber unter dem Dach der Urwort-Theorie sehe ich die Möglichkeit von sogar sechs).
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Freitag, 6. Mai 2011
SUSY
klauslange,21:37h
Eine interessante Vorlesung über Supersymmetrie: hier.
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Samstag, 16. April 2011
XENON: Noch keine Spur von Teilchen der Dunklen Materie
klauslange,01:09h
Trotz neuer 100fach verbesserter Detektoren immer noch keine Spur von den Teilchen Dunkler Materie.
Welt der Physik berichtet hier.
Teilchen eines vermuteten "WIMP-Windes" in unserer Galaxie könnten gelegentlich an einem Atomkern in einem Detektor auf der Erde streuen und dabei Energie freisetzen. Das XENON100-Experiment nutzt als Wechselwirkungsmedium 62 Kilogramm flüssiges Xenon. In der letzten Messreihe des XENON100-Experiments wurden drei Ereignisse gefunden, die einem WIMP-Signal entsprechen. Allerdings wurden zwei zufällige Hintergrundereignisse erwartet, deshalb kann das Ergebnis statistisch nicht als Nachweis für Dunkle Materie gedeutet werden.
Welt der Physik berichtet hier.
Teilchen eines vermuteten "WIMP-Windes" in unserer Galaxie könnten gelegentlich an einem Atomkern in einem Detektor auf der Erde streuen und dabei Energie freisetzen. Das XENON100-Experiment nutzt als Wechselwirkungsmedium 62 Kilogramm flüssiges Xenon. In der letzten Messreihe des XENON100-Experiments wurden drei Ereignisse gefunden, die einem WIMP-Signal entsprechen. Allerdings wurden zwei zufällige Hintergrundereignisse erwartet, deshalb kann das Ergebnis statistisch nicht als Nachweis für Dunkle Materie gedeutet werden.
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Donnerstag, 7. April 2011
Fermilab: Anzeichen für neue Physik?
klauslange,22:52h
Mit aller gebotenen Vorsicht möchte ich auf eine Meldung verweisen, die über Anzeichen für eine neue Physik - gar für eine fünfte Naturkraft - in den Daten des Tevatron vom Fermilab berichtet.
Eine sehr gute Zusammenfassung des aktuellen Standes bringt spiegel-online hier.
Zitat:
Das mysteriöse Signal tauchte bei der Analyse einiger zehntausend Kollisionen zwischen Protonen und Antiprotonen auf, die im Tevatron nahezu lichtschnell aufeinander abgeschossen werden. Bei den Crashs entstehen teils exotische Partikel. Physiker wollen so den grundlegenden Geheimnissen der Natur auf die Spur kommen - bis hin zur Frage, was beim Urknall geschah.
Bei einigen der Kollisionen im Tevatron bemerkten die Forscher Merkwürdiges: Es entstanden zwei Strahlen leichter Partikel und ein schwergewichtiges Teilchen namens W-Boson. Die Gesamtenergie lag jeweils bei 144 Milliarden Elektronenvolt. Das geschah rund 250-mal öfter, als es die Physiker erwartet hatten - fast so, als sei es das Ergebnis des Zerfalls eines bisher unbekannten Elementarteilchens.
Dieses merkwürdige Teilchen würde etwa 160-mal so viel wiegen wie ein Proton. Damit kann es sich eigentlich nicht um das langgesuchte Higgs-Boson handeln - zumindest nicht um das, welches vom Standardmodell der Elementarteilchenphysik vorhergesagt wird. Das auch als "Gottesteilchen" bekannte Partikel verleiht der Theorie zufolge allen anderen Elementarteilchen ihre Masse...
Die Fermilab-Forscher sind sich relativ sicher, dass das Phänomen real ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass es sich nur um ein statistisches Artefakt handelt, geben sie mit eins zu 1300 an. Das ist zwar zu wenig, um offiziell von einer Entdeckung zu sprechen - dafür wäre eine Fehlerwahrscheinlichkeit von etwa eins zu einer Million notwendig. Doch es ist absolut ausreichend, um Aufmerksamkeit zu erregen. Das 700-köpfige Forscherteam der "CDF Collaboration" hat seine Daten inzwischen online vorab veröffentlicht, die Studie soll zudem im Fachblatt "Physical Review Letters" erscheinen.
Für eine abschließende Bewertung müsse man auf eine Bestätigung aus anderer Quelle warten, sagte Mönig. Die dürfte es schon bald geben: Am Fermilab läuft ein zweites Experiment, von dem sich die Forscher noch in diesem Jahr genauere Erkenntnisse erhoffen. Auch am LHC des Cern werde man versuchen, die Entdeckung des Fermilab zu bestätigen, sagte Mönig. "Das beginnt heute, da kann man sicher sein."
Die Energie, mit der die Partikel kollidieren, ist im LHC dreieinhalb mal größer als im Tevatron. Deshalb sollte laut Mönig auch das rätselhafte Signal deutlicher zu sehen sein. Die LHC-Forscher müssten dafür kein neues Experiment starten, sondern in den bisher gewonnenen Daten suchen. Dass der merkwürdige Effekt dort bisher nicht entdeckt wurde, ist für Mönig nicht weiter überraschend: "Man muss bei der Analyse schon in eine bestimmte Richtung schauen, um zu diesem Ergebnis zu kommen." Zudem sei das Signal zumindest in den Fermilab-Daten relativ schwach ausgeprägt.
Ähnlich zurückhaltend äußerte sich Nima Arkani-Hamed vom Institute for Advanced Study in Princeton (US-Bundesstaat New Jersey). Er hält es für gut möglich, dass das Signal in den Fermilab-Daten kaum mehr als ein statistischer Schluckauf sei. Sollte es anders sein, werde man mit dem LHC "in kurzer Zeit dramatische Beweise finden".
Viel ist dem nicht hinzuzufügen. Bei Anzeichen von 3-Sigma Qualität ist gesunde Vorsicht geboten, es kann sich um ein Messartefakt oder ein Zufallsrauschen handeln. Mein Rat: Warten, was die Daten des LHC von Cern dazu sagen. Nun, da man weiß wonach man suchen muss, sollte sich das Signal identifizieren lassen, so es real ist.
Eine sehr gute Zusammenfassung des aktuellen Standes bringt spiegel-online hier.
Zitat:
Das mysteriöse Signal tauchte bei der Analyse einiger zehntausend Kollisionen zwischen Protonen und Antiprotonen auf, die im Tevatron nahezu lichtschnell aufeinander abgeschossen werden. Bei den Crashs entstehen teils exotische Partikel. Physiker wollen so den grundlegenden Geheimnissen der Natur auf die Spur kommen - bis hin zur Frage, was beim Urknall geschah.
Bei einigen der Kollisionen im Tevatron bemerkten die Forscher Merkwürdiges: Es entstanden zwei Strahlen leichter Partikel und ein schwergewichtiges Teilchen namens W-Boson. Die Gesamtenergie lag jeweils bei 144 Milliarden Elektronenvolt. Das geschah rund 250-mal öfter, als es die Physiker erwartet hatten - fast so, als sei es das Ergebnis des Zerfalls eines bisher unbekannten Elementarteilchens.
Dieses merkwürdige Teilchen würde etwa 160-mal so viel wiegen wie ein Proton. Damit kann es sich eigentlich nicht um das langgesuchte Higgs-Boson handeln - zumindest nicht um das, welches vom Standardmodell der Elementarteilchenphysik vorhergesagt wird. Das auch als "Gottesteilchen" bekannte Partikel verleiht der Theorie zufolge allen anderen Elementarteilchen ihre Masse...
Die Fermilab-Forscher sind sich relativ sicher, dass das Phänomen real ist. Die Wahrscheinlichkeit, dass es sich nur um ein statistisches Artefakt handelt, geben sie mit eins zu 1300 an. Das ist zwar zu wenig, um offiziell von einer Entdeckung zu sprechen - dafür wäre eine Fehlerwahrscheinlichkeit von etwa eins zu einer Million notwendig. Doch es ist absolut ausreichend, um Aufmerksamkeit zu erregen. Das 700-köpfige Forscherteam der "CDF Collaboration" hat seine Daten inzwischen online vorab veröffentlicht, die Studie soll zudem im Fachblatt "Physical Review Letters" erscheinen.
Für eine abschließende Bewertung müsse man auf eine Bestätigung aus anderer Quelle warten, sagte Mönig. Die dürfte es schon bald geben: Am Fermilab läuft ein zweites Experiment, von dem sich die Forscher noch in diesem Jahr genauere Erkenntnisse erhoffen. Auch am LHC des Cern werde man versuchen, die Entdeckung des Fermilab zu bestätigen, sagte Mönig. "Das beginnt heute, da kann man sicher sein."
Die Energie, mit der die Partikel kollidieren, ist im LHC dreieinhalb mal größer als im Tevatron. Deshalb sollte laut Mönig auch das rätselhafte Signal deutlicher zu sehen sein. Die LHC-Forscher müssten dafür kein neues Experiment starten, sondern in den bisher gewonnenen Daten suchen. Dass der merkwürdige Effekt dort bisher nicht entdeckt wurde, ist für Mönig nicht weiter überraschend: "Man muss bei der Analyse schon in eine bestimmte Richtung schauen, um zu diesem Ergebnis zu kommen." Zudem sei das Signal zumindest in den Fermilab-Daten relativ schwach ausgeprägt.
Ähnlich zurückhaltend äußerte sich Nima Arkani-Hamed vom Institute for Advanced Study in Princeton (US-Bundesstaat New Jersey). Er hält es für gut möglich, dass das Signal in den Fermilab-Daten kaum mehr als ein statistischer Schluckauf sei. Sollte es anders sein, werde man mit dem LHC "in kurzer Zeit dramatische Beweise finden".
Viel ist dem nicht hinzuzufügen. Bei Anzeichen von 3-Sigma Qualität ist gesunde Vorsicht geboten, es kann sich um ein Messartefakt oder ein Zufallsrauschen handeln. Mein Rat: Warten, was die Daten des LHC von Cern dazu sagen. Nun, da man weiß wonach man suchen muss, sollte sich das Signal identifizieren lassen, so es real ist.
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Sonntag, 3. April 2011
Sensationelle Papstaussage im neuen Buch
klauslange,22:21h
Am 31.März beendete ich die Lektüre des neuen Papstbuches zu Jesus von Nazareth - Band II -. Darin macht Benedikt XVI. eine sensationelle Aussage, die sich genau mit dem beschäftigt und stützt, was auch Michael König in seinem Urwort - Buch herausstellt.
Damit dies niemand für einen Aprilscherz hält, habe ich bis heute mit meiner Vorankündigung gewartet:
Ich werde demnächst im Blog 'Evolution und Schöpfung' ausführlich auf diese Passage eingehen und deren wissenschaftliche Bedeutung im Lichte der Urwort - Theorie erörtern.
Dazu braucht es aber eine gewisse Zeit, daher heute nur ersteinmal diese Vorwarnung.
Übrigens hat m.W. bis heute diese gefundene Passage noch niemand herausgestellt. Ich denke, um ihren sensationellen Gehalt erkennen zu können, muss man Michael Königs Buch verinnerlicht haben. Leider scheint es mir so, dass die Schnittmenge der Leser von König und der Leser vom neuen Papstbuch recht gering ist. Später mehr dazu: Stay tuned...!
Damit dies niemand für einen Aprilscherz hält, habe ich bis heute mit meiner Vorankündigung gewartet:
Ich werde demnächst im Blog 'Evolution und Schöpfung' ausführlich auf diese Passage eingehen und deren wissenschaftliche Bedeutung im Lichte der Urwort - Theorie erörtern.
Dazu braucht es aber eine gewisse Zeit, daher heute nur ersteinmal diese Vorwarnung.
Übrigens hat m.W. bis heute diese gefundene Passage noch niemand herausgestellt. Ich denke, um ihren sensationellen Gehalt erkennen zu können, muss man Michael Königs Buch verinnerlicht haben. Leider scheint es mir so, dass die Schnittmenge der Leser von König und der Leser vom neuen Papstbuch recht gering ist. Später mehr dazu: Stay tuned...!
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Samstag, 2. April 2011
Ausführliches Interview mit Dr. Michael König
klauslange,18:19h
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Montag, 21. März 2011
Raum als Schachbrettmuster?
klauslange,21:02h
Wie kann man sich den dreidimensionalen Raum vorstellen? Existiert er an und für sich? Ein interessantes Model haben zwei Forscher nun entwickelt.
sciencedaily berichtet hier.
While studying graphene's electronic properties, professor Chris Regan and graduate student Matthew Mecklenburg found that a particle can acquire spin by living in a space with two types of positions -- dark tiles and light tiles. The particle seems to spin if the tiles are so close together that their separation cannot be detected.
"An electron's spin might arise because space at very small distances is not smooth, but rather segmented, like a chessboard," Regan said.
Their findings are published in the March 18 edition of the journal Physical Review Letters.
In quantum mechanics, "spin up" and "spin down" refer to the two types of states that can be assigned to an electron. That the electron's spin can have only two values -- not one, three or an infinite number -- helps explain the stability of matter, the nature of the chemical bond and many other fundamental phenomena.
However, it is not clear how the electron manages the rotational motion implied by its spin. If the electron had a radius, the implied surface would have to be moving faster than the speed of light, violating the theory of relativity. And experiments show that the electron does not have a radius; it is thought to be a pure point particle with no surface or substructure that could possibly spin.
In 1928, British physicist Paul Dirac showed that the spin of the electron is intimately related to the structure of space-time. His elegant argument combined quantum mechanics with special relativity, Einstein's theory of space-time (famously represented by the equation E=mc2).
Dirac's equation, far from merely accommodating spin, actually demands it. But while showing that relativistic quantum mechanics requires spin, the equation does not give a mechanical picture explaining how a point particle manages to carry angular momentum, nor why this spin is two-valued.
Unveiling a concept that is at once novel and deceptively simple, Regan and Mecklenburg found that electrons' two-valued spin can arise from having two types of tiles -- light and dark -- in a chessboard-like space. And they developed this quantum mechanical model while working on the surprisingly practical problem of how to make better transistors out of a new material called graphene.
Graphene, a single sheet of graphite, is an atomically-thin layer of carbon atoms arranged in a honeycomb structure. First isolated in 2004 by Andre Geim and Kostya Novoselov, graphene has a wealth of extraordinary electronic properties, such as high electron mobility and current capacity. In fact, these properties hold such promise for revolutionary advances that Geim and Novoselov were awarded the 2010 Nobel Prize a mere six years after their achievement.
Regan and Mecklenburg are part of a UCLA effort to develop extremely fast transistors using this new material.
"We wanted to calculate the amplification of a graphene transistor," Mecklenburg said. "Our collaboration was building them and needed to know how well they were going to work."
This calculation involved understanding how light interacts with the electrons in graphene.
The electrons in graphene move by hopping from carbon atom to carbon atom, as if hopping on a chessboard. The graphene chessboard tiles are triangular, with the dark tiles pointing "up" and light ones pointing "down." When an electron in graphene absorbs a photon, it hops from light tiles to dark ones. Mecklenburg and Regan showed that this transition is equivalent to flipping a spin from "up" to "down."
In other words, confining the electrons in graphene to specific, discrete positions in space gives them spin. This spin, which derives from the special geometry of graphene's honeycomb lattice, is in addition to and distinct from the usual spin carried by the electron. In graphene the additional spin reflects the unresolved chessboard-like structure to the space that the electron occupies.
sciencedaily berichtet hier.
While studying graphene's electronic properties, professor Chris Regan and graduate student Matthew Mecklenburg found that a particle can acquire spin by living in a space with two types of positions -- dark tiles and light tiles. The particle seems to spin if the tiles are so close together that their separation cannot be detected.
"An electron's spin might arise because space at very small distances is not smooth, but rather segmented, like a chessboard," Regan said.
Their findings are published in the March 18 edition of the journal Physical Review Letters.
In quantum mechanics, "spin up" and "spin down" refer to the two types of states that can be assigned to an electron. That the electron's spin can have only two values -- not one, three or an infinite number -- helps explain the stability of matter, the nature of the chemical bond and many other fundamental phenomena.
However, it is not clear how the electron manages the rotational motion implied by its spin. If the electron had a radius, the implied surface would have to be moving faster than the speed of light, violating the theory of relativity. And experiments show that the electron does not have a radius; it is thought to be a pure point particle with no surface or substructure that could possibly spin.
In 1928, British physicist Paul Dirac showed that the spin of the electron is intimately related to the structure of space-time. His elegant argument combined quantum mechanics with special relativity, Einstein's theory of space-time (famously represented by the equation E=mc2).
Dirac's equation, far from merely accommodating spin, actually demands it. But while showing that relativistic quantum mechanics requires spin, the equation does not give a mechanical picture explaining how a point particle manages to carry angular momentum, nor why this spin is two-valued.
Unveiling a concept that is at once novel and deceptively simple, Regan and Mecklenburg found that electrons' two-valued spin can arise from having two types of tiles -- light and dark -- in a chessboard-like space. And they developed this quantum mechanical model while working on the surprisingly practical problem of how to make better transistors out of a new material called graphene.
Graphene, a single sheet of graphite, is an atomically-thin layer of carbon atoms arranged in a honeycomb structure. First isolated in 2004 by Andre Geim and Kostya Novoselov, graphene has a wealth of extraordinary electronic properties, such as high electron mobility and current capacity. In fact, these properties hold such promise for revolutionary advances that Geim and Novoselov were awarded the 2010 Nobel Prize a mere six years after their achievement.
Regan and Mecklenburg are part of a UCLA effort to develop extremely fast transistors using this new material.
"We wanted to calculate the amplification of a graphene transistor," Mecklenburg said. "Our collaboration was building them and needed to know how well they were going to work."
This calculation involved understanding how light interacts with the electrons in graphene.
The electrons in graphene move by hopping from carbon atom to carbon atom, as if hopping on a chessboard. The graphene chessboard tiles are triangular, with the dark tiles pointing "up" and light ones pointing "down." When an electron in graphene absorbs a photon, it hops from light tiles to dark ones. Mecklenburg and Regan showed that this transition is equivalent to flipping a spin from "up" to "down."
In other words, confining the electrons in graphene to specific, discrete positions in space gives them spin. This spin, which derives from the special geometry of graphene's honeycomb lattice, is in addition to and distinct from the usual spin carried by the electron. In graphene the additional spin reflects the unresolved chessboard-like structure to the space that the electron occupies.
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Sonntag, 20. März 2011
Meine Abhandlung zur Urwort - Theorie
klauslange,14:29h
Habe eine Abhandlung zur Urwort - Theorie (siehe auch meine Buchbesprechung hier) verfasst, die zeigt, dass anhand des Dimensionsgesetzes von Heim und Dröscher zu sehen ist, dass die Urwort - Theorie die übergeordnete Theorie ist. Mir ist mit der Topologie der Urwort - Matrix gelungen die Bedeutung aller möglichen Zahlenpaare des Dimensionsgesetzes herzuleiten, auch {57; 420}.
Zu finden ist meine Abhandlung auf der Datenbank von 'Borderlands of Science' (scrollen bis mein Name erscheint): hier
Meines Wissens ist diese Abhandlung die erste Herleitung aus der Urwort - Theorie, die nicht durch Dr. König selbst erzielt wurde. In einer email-Korrespondenz habe ich Herrn Dr. König vorab die Abhandlung geschickt und er ermutigte mich hocherfreut, diese zu veröffentlichen.
Die Start-Seite von Borderlands of Science habe ich auch in meine Linkliste aufgenommen.
Zu finden ist meine Abhandlung auf der Datenbank von 'Borderlands of Science' (scrollen bis mein Name erscheint): hier
Meines Wissens ist diese Abhandlung die erste Herleitung aus der Urwort - Theorie, die nicht durch Dr. König selbst erzielt wurde. In einer email-Korrespondenz habe ich Herrn Dr. König vorab die Abhandlung geschickt und er ermutigte mich hocherfreut, diese zu veröffentlichen.
Die Start-Seite von Borderlands of Science habe ich auch in meine Linkliste aufgenommen.
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