16.08.07 16:22 Uhr
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Schneller als das Licht: Virtuelle Teilchen überwinden Barrieren von einem Meter

Die Überwindung von Barrieren, die im eigentlichen Sinne unüberwindbar sind, durch Photonen ist für Wissenschaftler keine Neuigkeit. Das Phänomen wird mit dem sogenannten Tunneleffekt, basierend auf der Heisenbergschen Unschärferelation, erklärt.

Für die Erläuterung dieser Fähigkeit verwenden Physiker das Modell virtueller Teilchen. Wissenschaftler der Universitäten Köln und Koblenz fanden jetzt heraus, dass diese Partikel auch Entfernungen von bis zu einem Meter überwinden können.

Die "Durchtunnelung" durch die Photonen, mit zwischenzeitlicher Verwandlung in virtuelle Teilchen, erfolgt zudem in Überlichtgeschwindigkeit, wie Messungen bei Experimenten mit einem Doppelprisma ergaben.


WebReporter: Schellhammer
Rubrik:   Wissenschaft
Schlagworte: Meter, Licht, Teilchen
Quelle: www.wissenschaft.de

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21 User-Kommentare Alle Kommentare öffnen

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16.08.2007 16:32 Uhr von reaper18
 
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aha: ich fasse das neue zusammen
die teilchen können bis zu einem meter überwinden
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16.08.2007 17:14 Uhr von coelian
 
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Heißt das, es ist bewiesen, dass die Lichtgeschwindigkeit überweindbar ist? Durch die Verwandlung in virtuelle Teilchen könnte man also den Sprung schaffen?
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16.08.2007 17:34 Uhr von Bleifuss88
 
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Hurra! Die Überlichtgeschwindigkeit wird realisiert!! :-)
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16.08.2007 17:46 Uhr von jessesandyshalimar
 
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darf man damit wohl davon träumen das dinge irgendwann mal "gebeamt" werden können? menschen wohl ehr nicht, aber kleinere sachen..?
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16.08.2007 18:33 Uhr von guaranajones
 
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@reaper: du vergaßt zu erwähnen, dass sie einen meter mit ÜBERlichtgeschwindigkeit überwinden können. ;)

wieviel größer ist denn aber die ÜBERlichtgeschwindigkeit?
das würde mich eher interessieren.
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16.08.2007 18:45 Uhr von FirstBorg
 
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mal ganz sachte: Das waren bloß virtuelle Teilchen die da mit >c unterwegs waren. Das heisst noch lange nicht das man irgendwann ein Raumschiff das so schnell fliegt.
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16.08.2007 19:08 Uhr von kingkollo
 
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das hat nichts mit Überlichtgeschwindigkeit sondern mit Quantenphysik zu tun. ;)

Für interessiert kann ich nur wärmstest empfehlen mal bei google die videosuchfunktion zu nutzen und nach quantum zu suchen.
In der Physics Lesson 19 oder 20 wird auch der Tunneleffekt besprochen.
Da wird auch erklärt was die Meinungsfreiheit mit Überlichtgeschwindigkeit zu tun hat.
Stichwort: Tachion.

Würde zum Beispiel eine Kugel mit Überlichtgeschwindkeit abgeschossen, würde das Opfer sterben BEVOR man schießt. Dies wiederum hätte zur Folge das es einen Zeitrahmen gibt in dem alle Reaktionen der Erde VOR der Aktion kommen.
Das würde bedeuten das alle unsere Entscheidungen feststehen da sie unmittelbar mit der "Zukunft" zusammenhängen. Viel mehr noch:
Je nach Zeitrahmen wären unsere Entscheidungen dann "nur Reaktionen auf die bereits bestehenden Folgen dieser Entscheidung".

Ich hoffe ihr konntet mir soweit folgen.

Und für Sci-Fi begeisterte:

"Lichtreisen" sind aufgrund der benötigten Energie die gebraucht wird um Materie auf Lichtgerschwindigkeit zu bringen nicht möglich!
Man braucht unendlich! viel Energie um Materie bis auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Und das unendlich ist nicht philosophisch sondern mathematisch zu verstehen. Ebenso wächst die Masse von Materie mit steigender Geschwindigkeit. Das heißt, selbst wenn Materie so beschleunigen würde, hätte Sie dann unendliche Masse und wäre somit ein schwarzes Loch.

Es ist möglich Materie zu "teleportieren", aber Lichtgeschwindigkeit in dem Sinne bleibt dem Licht vorbehalten. ;)

Aber wie gesagt, für Interessierte kann ich nur wärmstens die Videovorlesungen der Uni Berkley empfehlen!

Grüße
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16.08.2007 19:17 Uhr von kingkollo
 
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nachtrag^^ habe mir gerade mal die Quelle durchgelesen aber irgendendwie verstehe ich nicht warum die den Begriff Überlichgeschwindigkeit verwenden.
Naja, ich schaue mir mal nochmal eben die 4 Stunden über Quantenphysik an und poste dann nochmal genaueres. :D
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16.08.2007 19:25 Uhr von fanatiker
 
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@kingkollo: >>>Würde zum Beispiel eine Kugel mit Überlichtgeschwindkeit abgeschossen, würde das Opfer sterben BEVOR man schießt. Dies wiederum hätte zur Folge das es einen Zeitrahmen gibt in dem alle Reaktionen der Erde VOR der Aktion kommen.<<<

Ja und? Im Zusammenhang mit Everetts Viele-Welten-Interpretation sehe ich nicht das Problem eines kausalen "Unfalls" in der Raumzeit.
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16.08.2007 19:35 Uhr von kingkollo
 
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2. Nachtrag: So, nochmal schnell bei Wikipedia nach Tunneleffekt geschaut und dann nochmal den Quelltext gelesen...
Also der Tunneleffekt ist schon länger bekannt und ich meine das einzig besondere an dem Versuch ist halt die relativ große Strecke und der Aufbau mit den Prismen.

Überlichgeschwindigkeit ist m.E. "reißerisch" da das Photon nicht so schnell reist, sondern es ohne Zeitverlust am anderen Ende auftaucht. Die Strecke wird also nicht zurückgelegt sondern ohne Zeitverlust übersprungen.
Wo wir dann also wieder beim beamen wären. ;)
Bei Wiki steht sogar das die Chance bei jedem Photon ungleich null ist durch eine unüberwindbare Barriere zu kommen. Sprich es besteht eine unglaublich kleine Möglichkeit das komplexe Strukturen z.B. nach einer Mauer wieder so bestehen wie davor.

Um es ganz "blöd" zu sagen: Wenn man einen Ball wiederholt gegen eine Wand wirft besteht eine absolut minimalste Chance das dieser Ball "ohne Zeitverlust" hinter der Wand auftaucht.... Zumindest ist diese Chance nicht absolut null!

Ich liebe Quantenphysik! xD

Grüße
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16.08.2007 19:45 Uhr von RigoBaerchen
 
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@kingkollo: jetzt weiß ich auch endlich wo mein ganzes zeugs liegt das ich immer in irgendeine ecke werfe, es aber ganz woanders wieder finde...DANKE!!! ^^
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16.08.2007 20:32 Uhr von kingkollo
 
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@fanatiker: Hmm....bis gerade noch nichts davon gehört aber mal eben ein wenig gelesen.

Das hat aber nicht wirlkich was mit dem Tunneleffekt zu tun... Oder? Oo

Auf Zeitrahmen angewendet würde das dann heißen das man je nach Zeitrahmen in dem man sich befindet eine "andere Realität" sieht?
Und das wenn man aus einem Zeitrahmen heraus sieht wie ein Mensch erschossen wird. Das eine andere Realität ist als wenn man diesselbe Szene aus einem anderen Zeitrahmen heraus betrachtest?
Das wiederum würde heißen das die Erde vom Himmel aus betrachtet eine andere Realität ist als die Erde von der Erde aus betrachtet?

(Eben zur Erklärung: Uhren auf z.B. Flugzeugen gehen minimalst langsamer als Uhren auf der Erde. Das liegt daran das die Geschwindigkeit mit steigender Höhe zunimmt. Dreht man eine Murmel einmal in einer Minute, legt sie in der Minute einmal die Strecke ihrer Oberfläche zurück. Machen wir aus der Murmel eine riesig große Murmel und drehen sie einmal in der Minute... Nur jetzt ist die zurückgelegte Strecke viel größer. Somit ist die Geschwindkeit der äußeren Hülle größer als die der ursprünlichen Murmel.)

Das würde wiederum heißen das man kontinuierlich in eine andere Realität wechselt umso schneller man reist.... ne, das hat glaube ich nichts damit zu tun.

Ich denke die viele Welten Theorie besagt eher das wenn ich jemanden erschieße, splittet sich die Realität und es gibt eine Welt/Realität in der der erschossene weiterlebt.
Das würde dann aber auch bedeuten das es eine Welt gibt in der der Mensch stirbt bevor er erschossen wird.
In der viele Welten Theorie ist, so wie ich das verstanden habe, aber jede "entstehende" welt unabhängig von der anderen...
Hmm...mag sein das ich dafür zu "blöd" bin. Aber ich kann mir nicht vorstellen wie es möglich sein soll das unser sowieso schon fast unendliches Universum unendlich oft vorhanden sein kann.
Das ist mathematisch und logisch nicht im geringsten nachzuvollziehen...
Bei vielen Quantenphysikalischen Effekten stehen wir zwar ratlos da, aber es fehlt immer nur "der eine Gedanke" zum Verständniss. Beispiel Einsteins E=mc2.
Es ist eine simple Formel die aber schwer war zu sehen.

Eine mathematische Rechtfertigung für multiple Universen ist glaube ich nicht in einer Formel abgetan.
Es müssten eher alle Wissenschaften neu erfunden werden um das zu erklären.
Irgendwie vertrau ich aber mittlerweile auf Mathe so sehr das ich mir nicht vorstellen kann das sich soviele Sachen erklären lassen wenn Mathe eigentlich garnicht richtig ist. Verstehste was ich meine? Ich sage nicht das es unmöglich ist... aber mir fehlt da irgendwie das logische Verständiss zu sagen: Jo, es gibt halt undendlich viele Universen.
Wie sind diese getrennt? Kann man in ein anderes Universum kommen, sehen oder sonst was?

Also wie gesagt, meine größten Zweifel an dieser Theorie werden eben durch den Zeitrahmen begründet.
Denn dann könnte man durch "einfache" Geschwindigkeitserhöhung in eine andere Realität "wechseln". Die wiederum ja im Zusammenhang stehen müssen sonst könnte man doch auch zufällig bei der Geschwindigkeitserhöhung in eine Realität geraten in der der Mann garnicht erschossen wird....

Ach ja...das ist echt ein interessantes Thema. ...Hätte ich jetzt noch n IQ von 200 wär ich zufrieden. xD


@RigoBaerchen:

Genau das meine ich! xD Ne, scherz ;)
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16.08.2007 21:24 Uhr von fanatiker
 
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@kingkollo: >>>Das hat aber nicht wirlkich was mit dem Tunneleffekt zu tun... <<<
----------
Nein. Nur mit deiner angedeuten KausalVerletzung.

>>>Auf Zeitrahmen angewendet würde das dann heißen das man je nach Zeitrahmen in dem man sich befindet eine "andere Realität" sieht?
Und das wenn man aus einem Zeitrahmen heraus sieht wie ein Mensch erschossen wird. Das eine andere Realität ist als wenn man diesselbe Szene aus einem anderen Zeitrahmen heraus betrachtest?
Das wiederum würde heißen das die Erde vom Himmel aus betrachtet eine andere Realität ist als die Erde von der Erde aus betrachtet?<<<
----------
Ähem: Ja ja und in gewisser Hinsicht ja.
:o)

Du hast ne Menge geschrieben kingkollo, sei nicht böse wenn ich nur kurz und knapp antworte, für längere Ausführungen wie ich sie normalerweise tätige hab ich heut Abend keine Zeit - muss gleich wech... *g*
Muss aber mal schauen, ich hab vor längerer Zeit schon mal einen längeren und ziemlich guten Beitrag (wie ich und andere finden) hier auf Shortnews zur viele Welten Theorie geschrieben und warum ich der Meinung bin das sie die Antwort auf einige Quantenmechanische Effekte bildet.
Zu versuchen alles mit der Mathematik zu erklären...
Hmm davon halte ich PERSÖNLICH nicht viel.
Ich gehe da eher philosophisch ran.
Zum einen: Bin ich nicht der Mathematiker, zum anderen bin ich der Meinung das die Antwort auf die Frage des "Wieso" sicher keine mathematische ist.
Wenn wir unsere Realität zerpflücken um hinter die Dinge zu sehen, stossen wir in Bereiche vor die eigentlich nicht und nie für den menschlichen Verstand und seine Logik gedacht sind.
Niemand versteht WIRKLICH multidemsionale Zusammenhänge oder die Unendlichkeit im grossen und im kleinen.
Warum?
Weil wir alle Logik und Zusammenhänge aus dem ableiten was wir kennen und sehen und anfassen können.
Niemand sagt uns das wir um Dinge wie Überräume, Parallelwelten etc. pp. zu verstehen dieselbe 1+1=2 Logik verwenden können und sollten.
Die Quantenmechanik bietet so derart viel Raum für Philosophie/Wissenschaft, es ist erschreckend.
Viele Dinge die man mit der Welt der kleinen Dinge theoretisch anstellen kann sind so verrückt und seltsam dass ein jeder Wissenschaftler der sich ernsthaft mit diesem Thema auseinandersetzt merkt: Soetwas wie Zauberrei, wie sie in den Köpfen und alten Träumen der Menschheit existiert kann es eines Tages wirklich geben...
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16.08.2007 23:13 Uhr von obenlieger
 
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um es mal mit Einsteins Worten zu sagen: Gott würfelt nicht! Meiner Meinung nach würfelt Gott, oder was auch immer damit zu verstehen ist (ich bin überzeugter Atheist), aber schon! Quantenphysik ist eine sehr schwierig zu verstehende Wissenschaft. Und das Teilchen wie Photonen Sprünge machen ist ja keine Neuigkeit. Wer sich schonmal mit der Quantenphysik, oder allgemein theoretischer Physik beschäftigt hat, weiß, dass so kleine Teilchen wie Photonen Materie durchdringen können.

Der springende Punkt an dieser Entdeckung ist ja, dass diese Teilchen, die vorher nur sehr kleine Entfernungen auf die Art der Heisenbergschen Unschärferelation überbrücken konnten, nun einen Meter überbrückt haben.
Das wäre so, als wenn wir uns zum Mars beamen könnten. Aber der Punkt ist ja, und das haben wohl nicht alle hier verstanden ;), dass das nur auf die kleine mikroskopische Welt anwendbar ist.

Aber vielleicht kommt man auf diesem Weg ein Stück der Weltformel näher...

Gruß
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16.08.2007 23:40 Uhr von fanatiker
 
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@obenlieger: >>>Meiner Meinung nach würfelt Gott, oder was auch immer damit zu verstehen ist <<<

Genau. Und nicht nur nach Deiner Meinung...
Das er würfelt - und zwar pausenlos und ohne Unterlass - ist sogar nachgewiesen (z.B. Thermodynamik).
Wenn etwas in der Natur der Quantenmechanik absolut perfekt und beständig ist, dann ist es der Zufall der durch sein absolut zuverlässig chaotisches Verhalten in der kleinen Welt die Welt der grossen Dinge ordnet und in feste Strukturen/Muster und Bahnen presst.
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16.08.2007 23:49 Uhr von c182skylane
 
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Tunneleffekt: Eine der besten Sachen, die ich kenne. Scherz mit meinen Freunden immer: "Tür aufmachen? Einfach durchtunneln." - "Lass mal in die Mensa tunneln." - "Verdammt, danebengetunnelt." Insofern, als dass der Effekt bekannt ist, frage ich mich, was an der Entdeckung jetzt so unglaublich sein soll - oder ob ich bisher in dem Zusammenhang einfach bloß von Dingen ausgegangen bin, die noch gar nicht fundiert waren...
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17.08.2007 02:18 Uhr von Jémand
 
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Das ist nix neues! Die Relativitätstheorie ist hier keineswegs widerlegt, da diese nur für Materie gilt. Dass virtuelle "Dinge" schneller sein können als das Licht, ist schon lange klar und auch kein Geheimnis. Das beste Beispiel ist folgendes:
Geht mal Nachts raus und schaut euch einen leuchtenden Stern an. Dann schwenkt rüber zu einem anderen Stern. In dem Moment überbrückt ihr eine Strecke von mehreren Millionen Lichtjahren in unter einer Sekunde. So schnell ist Licht nicht. Das bedeutet, dass ihr euren Fokus ("virtueller Gegenstand") schneller bewegt habt, als das Licht.
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17.08.2007 02:36 Uhr von h-star
 
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@kingkollo: warum sollte jemand sterben bevor ich schiesse, nur weil die kugel schneller als das licht ist?
bzw. warum sollte etwas, das schneller als licht ist, rückwärts durch die zeit fliegen?
je schneller man fliegt, um so schneller vergeht das, woran man vorbeifliegt, aus sicht dessen, was fliegt. also müsste es doch wenn überhaupt "mehr als unendlich schnell" vergehen, wenn man schneller wird als licht.
andersrum, wenn man mit dem raum argumentiert, staucht der sich bei lichtgeschwindigkeit um einen herum bis auf 2 dimensionen runter. noch schneller, und er bekommt eine negative tiefe, was immer das heisst. vielleicht drehen dinge, die schneller werden als das licht, auch einfach auf mysteriöse weise um und fangen bei 0 km/h wieder an.
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17.08.2007 04:21 Uhr von Etherchemiker
 
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So weit die Theorie, aber kann es wer beweisen?
Wer sagt, dass das Photon nicht ein anderes ist oder überhaupt an der Stelle ist? Die Bezeichnung Heidelbergsche Unschärferelation beinhaltet ja schon das Wort Unschärfe.
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17.08.2007 09:35 Uhr von Konsumkind
 
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@kingkollo: Ja nach heutigem Wissenstand ist es nicht möglich - aber wie so oft in der Wissenschaft ist des durchaus möglich dass wieder jemand etwas entdeckt dass unser komplettes Verständnis für Raum und Zeit über den Haufen wirft :-)
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19.08.2007 02:15 Uhr von sh@dowknight99
 
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Bezüglich der hier angesprochenen Zeitreisen im kleinen Stil, hab ich etwas interessantes bei Leschs Universum entdeckt.

Allerdings handelt es sich hier um Materie, nicht um elektromagnetische Wellen.

Zeitreisen werden hier als absolut unmöglich dargestellt. Begründet wird dies durch die nachgewiesene Expansion des Universums nach dem Urknall (der Ansatz an sich ist schon sehr erstaunlich!).

Würde man als Mensch (oder Materieklumpen mit Bewusstsein) eine Zeitreise in die Vergangenheit starten, müsste sich das komplette Universum für diese Person in den Zustand der damaligen Zeit zurückversetzen.

Die Energie, die dabei aufgebracht werden muss, wird aber allein durch die im gesamten Universum geltenden Gesetze der Thermodynamik verboten,
da es keine Perpetuum Mobile 1ter (es kann weder mehr Energie rausgeholt, als rein gesteckt werden) und 2ter Art (Es kann nicht die komplette Energie in Arbeit umgewandelt werden) geben kann.

D.h unter Einbeziehung von Verlustleistung beim Überführen des Universums in den Urzustand, müsste mehr Energie aufgebracht werden, als das Universum beherbergt. Und allein diese an und für sich triviale Tatsache hatte mich bei Professor Leschs Erläuterungen in staunen versetzt. :-)

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