Unsere Welt zu verstehen:  Teilchen Quantenphysik

 

 
Was ist ein » Teilchen « im Sinne der Quantenphysik?

— hmsgnr0126z

 
 
Man kann sich das Vakuum vorstellen als einen See von Wirkpotential, in dem sich — durch Quantenfluktation — ständig Wellen bilden oder auch gegenseitig zerstören.
 
Hierin ist Wirkpotential einfach nur ein anderes Wort für Energie, denn Energie ist ja nichts anderes als ein Drang, Wirkung hervorzurufen. Wie Max Planck entdeckt hat, kann sich Wirkpotential aber nur portionsweise in Wirkung wandeln (diese Portionen nennt man Quanten, Hans-Peter Dürr nannte sie  W i r k s  ).
 
Was Physiker ein  T e i l c h e n  nennen ist eine Energieportion gegeben durch

• entweder  e i n e  solche Welle
• oder gar ein ganzes  P a k e t  solcher Wellen (dies auf jeden Fall dann, wenn das Teilchen Ruhemasse hat).

Jede Welle — aber nicht der Schwerpunkt eines Wellenpakets — breitet sich um den Ort ihres Entstehens herum mit Lichtgeschwindigkeit aus (ver­gleichbar der Oberfäche eines Luftballons, die sich vom Zentrum des Ballons entfernt, wenn er sehr schnell aufgeblasen wird). Wo die Welle auf Hindernisse trifft, wird sie um jedes solche Hindernis herum gebeugt, aber nicht abgebremst.
 
Wo Wellen aufeinander treffen, kann es vorkommen, dass sie — als Energiepakete — miteinander verschmelzen, zunächst eine einzige Welle höherer Frequenz bilden, die aber dann, meist schon nach extrem kurzer Zeit, in eine ganze Menge neuer Wellen zerfällt. Viele dieser neuen Wellen sind Lichtwellen, so dass wir glauben, an der Stelle dieses Geschehens ein » Teilchen « beobachtet zu haben.
 
Wo eine Welle aufhört, in ihrer bisherigen Form zu existieren, entspricht das im Bild des Luftballons dem schlagartigen Verschwinden des den Ballon darstellenden Gummis (er stand für die Menge aller Punkte, an denen die Welle eben noch als Wirkpotential präsent war).
 
Wir sehen:
 
Solange die Welle nicht zusammenbricht, kann sie praktisch beliebig ausgedehnt im Raum präsent sein
( als Oberfläche eines um Hindernisse herum gedrückten, daher also stark verbeulten "Ballons", dessen Radius sich mit Lichtgeschwindigkeit vergrößert ).
 
Bricht sie aber zusammen, wird sie schlagartig zu etwas, das von einem bestimmten Punkt im Raum aus neue Wellen aussendet,
ansonsten aber nicht mehr vorhanden ist.
 
Dem Energie-Erhaltungssatz entsprechend, wird die Summe der Energien aller aus dieser Quelle kommenden Wellen gleich der Energie der zusammenbrechenden Energieportion sein. Die wiederum kann kurz zuvor noch existiert haben als ein Paar von Wellen oder ganzer Pakete solcher Wellen.
 
 
Teilchenbeschleuniger dienen dem Ziel, eben solche Ereignisse gezielt herbeizuführen unter der Nebenbedingung, die zusammenbrechenden Energieportion so groß wie nur irgend möglich zu machen (um so die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, Zerfallsprodukte — "Teilchen" — möglichst hoher Energie zu bekommen).