Konfuzius... äh Galilei sagt:

Zitat :

„Die Philosophie steht in diesem großen Buch geschrieben, dem Universum, das unserem Blick ständig offen liegt. Aber das Buch ist nicht zu verstehen, wenn man nicht zuvor die Sprache erlernt und sich mit den Buchstaben vertraut gemacht hat, in denen es geschrieben ist. Es ist in der Sprache der Mathematik geschrieben, und deren Buchstaben sind Kreise, Dreiecke und andere geometrische Figuren, ohne die es dem Menschen unmöglich ist, ein einziges Wort davon zu verstehen; ohne diese irrt man in einem dunklen Labyrinth herum.“

Quantitative Beschreibung geht aber dennoch noch ganz gut ohne Formeln.

Zitat :

Was ich noch nicht kapiert hab, wie klaut man eigentlich einem Atomkern seine Elektronen? Wer weiß es? Wer weiß es?

Nun, man macht dem armen Atom ganz mächtig Feuer unter dem Hintern
Fest, flüssig, gasförmig, Plasma

Was die Protonenmasse angeht:
Bis ca. c/10 kann man noch mit Onkel Newton rechnen, bei c/4 hat man schon eine 10%ige Massenzunahme, wenn ich mich recht erinnere (bin gerade zu faul, nachzurechnen). Dadurch, dass das Proton eine immer höhere Masse bekommt, braucht man immer mehr Energie, um es noch weiter zu beschleunigen.


Gruß, Bartho

Zur Frage nach der Teilchenenergie:

siehe hier: http://cdsmedia.cern.ch/img/CERN-Brochure-2008-001-Eng.pdf

Die Protonen werden auf 7 TeV beschleunigt, was 1.12 Mikrojoule sind.
Bleikerne können auf 575 TeV oder 92 Mikrojoule beschleunigt werden. Absolut gesehen ist das also gar nicht so viel Energie. Gemäss obenstehender Broschüre entpricht ein TeV etwa der kinetischen Energie eines fliegenden Moskitos.

Die Gesamtenergie der Teilchen im Vollbetrieb ist aber aufgrund der grossen Teilchenzahl gewaltig, da hat man besser einen ordentlichen Beamblock. Wieviel Energie genau steht auch in der Broschüre:

Zitat :

The total energy in each beam at maximum energy is about 350 MJ, which is about as energetic as a 400 t train, like the French TGV, travelling at 150 km/h. This is enough energy to melt around 500 kg of copper. The total energy stored in the LHC magnets is some 30 times higher (11 GJ).

Kernfusion tritt bei den Teilchenkollisionen nicht auf, der Zusammenprall sit dafür viel zu hart. Die Protonen werden beim Zusammenprall völlig zerlegt und es bilden sich neue Teilchen

Zitat : Gilb hat am  9 Sep 2008 09:04 geschrieben :

Wenn ich mich richtig erinnere, geht es bei CERN und diesem Ringbeschleuniger ja letztlich darum, eine KernFUSION nachzubilden/zu erzeugen,

Nein, das soll u.a. am ITER gemacht werden.
Bei den Beschleuniger werden so hohe Energien verwendet, dass "neue Teilchen", also Materie + Antimaterie erzeugt wird. Nur ist der Wirkungsgrad der Erzeugung relativ schlecht und die Messung auch nicht unproblematisch.

Zitat : Das ängstigt mich auch. Was dann passiert, wenn DIE (von CERN) ein solches "Feuerchen" entzünden, was sich doch eigentlich, mit unseren Mitteln (Wasser, Sand, Löschschaum, CO2 etc.) kaum wieder löschen lässt?!

Fehlt da ein Smily?
Im CERN reicht eine 1kg-Flasche mit H2 viele Jahre, d.h. die Mengen sind einfach zu klein um Probleme zu machen.


@cholertinu, auf das v vs. c kam es mir nicht an, nur dass du die komplett falsche Formel genommen hast. Passende Stichworte hab ich ja hingeworfen. Wissen einbrignen, klar - hab ja sonst nichts zu tun.

hannoban hat am  9 Sep 2008 17:54 geschrieben :

Die Leistung des LHC ist aber so stark, daß man dies jetzt auch erstmals mit schweren Blei-Atomkernen machen kann.

So würde ich es nicht sagen. Für Blei-Geschosse verwendet man afaik einen anderen Detektor, der mag "erstmals" sein.
Das Schießpulver bleibt das gleiche, nur einmal nimmt man ein 9mm-Geschoss, dann eins mit 155 mm.

Zitat :

Was ich noch nicht kapiert hab, wie klaut man eigentlich einem Atomkern seine Elektronen?

Wie schon gesagt, die einfachst Möglichkeit ist die mit dem Holzhammer durch Wärme. (Gasentladung, Plasma, oder wie man es gerne nennt)
Gasentladungsquellen gibt es einige, dann noch die in oder andern Weg.
Hier gibt es eine Übersicht http://de.wikipedia.org/wiki/Ionenquelle

Protonen erzeugen geht eigentlich sehr einfach, erst H2 in H+H aufspalten,(meV?) dann dem H ein Elektron klauen, die 13,6 eV.

Bei Blei ist es nicht so einfach. Der einfachste aber auch unrentabelste Weg ist eine Bleigasentladung zu machen, Ionen raussaugen und im "Massenspektrometer" alle nicht komplett ionisierten Bleirümpfe wegwerfen. (Üblicherweise wird nach m/q sortiert, man kann also auch Ladungen mit einem Massenspektrometer trennen.)

Zitat :

Hab ich mir beinahe gedacht, daß das mit Hochspannung funzt. Aber wie hoch müsste diese Spannung bei einem Bleiatom sein, um dem Kern alle Elektronen zu klauen. Ich schätze ganz enorm hoch, oder nicht?

Bei Blei geht das nicht so einfach, mittels einem Plasma ist es unmöglich einen so stark geladenen Kern völlig zu ionisieren. Die Kerne werden teilweise Ionisiert und dann mal vorbeschleunigt. Die Ionen werden dann durch Folien geschossen, welche die Elektronenhülle "abreissen". Für genaueres wiedermal ein Zitat aus der Broschüre:

Zitat :

Lead ions are produced from a highly purified lead sample heated to a temperature of about 550°C. The lead vapour is ionized by an electron current. Many different charge states are produced with a maximum around Pb29+. These ions are selected and accelerated to 4.2 MeV/u (energy per nucleon) before passing through a carbon foil, which strips most of them to Pb54+. The Pb54+ beam is accumulated, then accelerated to 72 MeV/u in the Low Energy Ion Ring (LEIR), which transfers them to the PS. The PS accelerates the beam to 5.9 GeV/u and sends it to the SPS after first passing it through a second foil where it is fully stripped to Pb82+. The SPS accelerates it to 177 GeV/u then sends it to the LHC, which accelerates it to 2.76 TeV/u.

Hab meine grauen Zellen noch mal ein wenig angestrengt, um mich ein bisschen besser zu erinnern: Für Beschleuniger nimmt man dann doch gerne Geräte, die starke elektrische Felder erzeugen können. In der Uni Göttingen steht z.B. ein Tandembeschleuniger, für höchste Spannungen nimmt man Pelletrons.
http://de.wikipedia.org/wiki/Teilchenbeschleuniger

Ihr Elektron bekamen die Wasserstoffatome nach dem Urknall erst, nachdem die Suppe ein wenig abgekühlt war. Funktioniert auch umgekehrt -> ab bestimmten Temperaturen gibt's die dann nicht mehr.
Mit der Aussage, dass man diese hohen Temperaturen zum Erzeugen der nackten Atomkerne tatsächlich nutzen würde, habe ich wohl ein wenig schnell geschossen.


Gruß, Bartho

Einfache Beschleuniger für geringe Energien im Rahmen von ein paar MeV kann man noch mit blanker DC-Hochspannung betreiben wie sie z.B von einem elektrostatischen Generator wie dem Pelletron erzeugt werden können.

Soll es dann noch eine Runde schneller (eigentlich eher schwerer, viel schneller geht ja schlecht...) gehen greift man auf Hochfrequenz-Beschleunigerkavitäten zurück, das ist ein supraleitender Hohlraumresonator. Die Frequenz und Phase des Wechselfeldes ist genau angepasst, so dass die Teilchen vom elektrischen Feld mitgeschleift werden.

Ein paar weiterführende Infos wie ein Beschleuniger funktioniert:

http://astro.uibk.ac.at/physik4/TeilchenV.pdf

hier gibt es noch hübsche Bilder was beim Einschlag von so einem Teilchenstrahl in ein festes Hindernis passiert (Seite 87 ff.):

http://web.physik.rwth-aachen.de/~h.....t.pdf

[ Diese Nachricht wurde geändert von: photonic am  9 Sep 2008 22:55 ]

Ich schreib noch schnell mein Gilbsches Halbwissen dazu.
Wenn Morgen früh die Kiste hochgeht ist ja bald hier sowieso alles gelöscht und
kaum einer erfährt noch, wie wenig der Gilb über diese Dinge wußte.
Mein Halbwissen möchte nun also ein wenig erweitert werden und es fragt sich,
mich und letztlich Euch:
Wie ist denn die Sonne seinerzeit "angegangen"?
Auf einen Schlag wars hell?
Oder nachdem ein Teilchen ein anderes anstieß, usw. (Kettenreaktion)?


Der Gilb

Zitat :

Wie ist denn die Sonne seinerzeit "angegangen"? Auf einen Schlag wars hell? Oder nachdem ein Teilchen ein anderes anstieß, usw. (Kettenreaktion)?

Dies Sonne funktioniert aufgrund von Kernfusion, das ist keine Kettenreaktion. Es werden einfach eine ausreichend hohe Temperatur und verschmelzbare Kerne benötigt. Die Sonne ist innen rund 15 Mio Grad warm. Die Fusion zündete ursprünglich als ein grosse Gaswolke im Weltraum aufgrund ihrer eigenen Shwerkraft zusammenfiel. Als dann durch die Kompression die Temperatur hoch genug war begann sie Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen, was sie auch heute nach rund 4.5 Mia Jahren noch tut.

Danke, Photonic,

das ist natürlich für Otto Normal-Gilb schwer in sein Physikbild der Welt
zu bekommen.
Einerseits ists im All unglaublich kalt, wohl nah am absoluten Nullpunkt.
Luftleer (gasleer?) ists auch und nur die dicken Brocken ziehen einander an, ohne
magnetisch sein zu müssen.
Dann soll dort eine Gaswolke so komprimiert werden, dass ein so heißes Feuer
entsteht, welches schon 4,5 Milliarden Jahre brennt und wohl noch ein
mal so lange weiterbrennt, bis es dann noch heißer wird und alles verschlingt,
was ihm zu nahe kommt.
Naja, ich kanns ja nicht nachprüfen, bin aber sicher, dass die Erklärungen
dafür noch mehrfach revidiert werden, bis der Stern explodiert und dann
vielleicht erneut zusammenfällt und zu einem schwarzen Loch wird.
Wer denkt sich denn so etwas aus? (War ja nicht nur das arme Männlein
im Rollstuhl daran beteiligt)



Danke nochmals und nichts für ungut, wenn ich das etwas ins Lächerliche
ziehe, ähnlich aufgebaut, wie manche Religion.

Der Gilb

Ja, leicht zu begreifen ist das alles nicht, vorallem aufgrund der extremen Dimensionen und Zeiträume in denen sich das abspielt. Der Weltraum ist schon zum Grössten Teil leer und kalt, aber zwischendrin befinden sich Ansammlungen von Materie wie Gaswolken aus denen dann neue Sterne entstehen. So sieht das dort z.B aus:

Bild eingefügt
http://www.lunataker.de/Galerie/2001-34-a-1280_wallpaper.jpg

Zitat : Gilb hat am  9 Sep 2008 23:30 geschrieben :

Naja, ich kanns ja nicht nachprüfen, bin aber sicher, dass die Erklärungen dafür noch mehrfach revidiert werden, bis der Stern explodiert und dann vielleicht erneut zusammenfällt und zu einem schwarzen Loch wird. Wer denkt sich denn so etwas aus?

Das Modell für die Berechnung der Sterne passt schon sehr gut, viel wird sich da wohl nicht mehr ändern.
Das Standardmodell ist sogar schon so gut ausgereift, dass neue Theorien gebraucht werden um Messwerte von unserer Eigenen Sonne zu erklären, wobei es nur um einen Faktor 2-3 geht, um die die Anzahl von dedektierten Teilchen falsch ist. (Wen es interessiert, ich rede von der Neutrinooszillation, keine leichte Lektüre.)
Dazu werden jetzt auch "Großmaschinen" geplant/gebaut, um das auf der Erde zu testen.


Unser Stern wird nicht einfach explodieren und zu einem schwarzen Loch.

Wenn im Kern kein Wasserstoff mehr da ist um zu Helium fusioniert zu werden, geht es weiter mit dem Heliumbrennen.
Da dafür aber höhere Temperaturen notwendig sind, wird unsere Sonne sich zum Roten Riesen aufblähen. (Höhere Temperatur = größeres Volumen)
Da unsere Sonne eine relativ geringe Masse hat, bleibt das Heliumbrennen die letzte Stufe. Wenn also im Kern auch kein Helium mehr vorhanden ist, sackt der Stern in sich zusammen, da der "Druck der Wärme/Energie" fehlt.

Nun wird beim Zusammensacken aber soviel Gravitationsenergie frei, dass die äußere Hülle abgesprengt wird(also erst der Kollaps, dann erst die Explosion )
Wieder wegen der geringen Masse bleibt dann nur ein Weißer Zwerg über.

Zitat : Racingsascha hat am  9 Sep 2008 14:24 geschrieben :

http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistische_Masse

Die Formel ist falsch abgeschrieben! Das fällt an dem Term 1-v² sofort auf - wenn man denn hinsieht und nachdenkt!

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

Ich glaube, CERN ist schon "platt",
denn der LiveCast unter
http://webcast.cern.ch/index2.html
funktioniert nicht!?
(Ich probiere es aber auch mit dem
neuen Google-Chrome-Browser.
Vielleicht liegt es daran?)

Edit hat es gerade auch mal mit
anderen Browsern versucht, was
aber auch nicht geht.
Ist es noch zu früh oder schon
zu spät?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Gilb am 10 Sep 2008  8:49 ]