Archiv der Kategorie: Physik

Weltformel: Was wird uns CERN und der mächtigste Tempel der modernen Physik bringen?

Im Mai 2008 wird mit dem Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Zentrum für Teilchenphysik CERN in Genf der beeindruckendste Tempel der modernen Physik in Betrieb genommen. Es ist der mächtigste Teilchenbeschleuniger der Welt. Was bisher technisch unmöglich schien, soll im LHC umgesetzt werden: In der 27 km langen ringförmigen Riesenmaschine prallen Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander. Dafür wird ein Magnetfeld erzeugt, das 180.000 mal so stark ist wie das der Erde. Dieses kann nur bei einer Temperatur nahe dem absoluten Kältepunkt bestehen – minus 271,3 Grad Celsius. Beeindruckender noch als die zahlreichen technischen Rekorde sind die Erwartungen: Der LHC könnte unser Bild vom Universum revolutionieren.

Der Large Hadron Collider LHC am Europäischen Zentrum für Teilchenphysik CERN in Genf, der Teilchenkollisionen bei höchsten Energien liefern wird, steht nach mehr als zehn Jahren Planungs- und Bauzeit kurz vor der Inbetriebnahme. Die gigantische Beschleunigeranlage, unterirdisch in einem Ringtunnel von 27 Kilometer Umfang untergebracht, und ihre nicht weniger eindrücklichen Detektoren, so gross wie mehrstöckige Häuser und vollgepackt mit Elektronik, werden es ermöglichen, fundamentale Physikphänomene zu studieren, wie sie ganz kurz nach dem Urknall vorgekommen sind. Die entsprechenden Experimente werden seit 15 Jahren in weltweiten Kollaborationen vorbereitet.

Die beiden Schlüsselexperimente ATLAS und CMS sollen viele der wichtigsten offenen Fragen der Physik beantworten: Warum haben Teilchen eine Masse, was ist die unsichtbare ‘Dunkle Materie’ im Universum, gibt es zusätzliche Raumdimensionen, lassen sich die heute bekannten kleinsten Bausteine (Quarks und Leptonen) der Materie noch weiter teilen? Die Hoffnungen auf neue Entdeckungen sind gross, seit Jahrzehnten wurde kein so kühner Schritt ins Neuland der Physik gewagt.
(Unter Verwendung einer Mitteilung vom Informationsdienst Wissenschaft)

Ob uns das LHC Erkenntnisse über die Weltformel bringen wird ist offen, insbesondere da einer der Magier der modernen Physik und Nobelpreisträger von 1998, Robert B. Laughlin, behauptet, man müsste die Physik neu erfinden. Die Suche nach der Weltformel würde dagegen mittelalterlichem Denken ähneln. Allerdings deutet Laughlin nur vage an, wie die Neuerfindung der Physik aussehen müsste.

Einfacher hat es der Protagonist Professor Allman im Sciece-Fiction Roman “Professor Allman – Auf der Suche nach der Weltformel”. Er hat eine Zeitmaschine, den Timeponder erfunden und macht sich mit deren Hilfe auf die Suche nach der Weltformel, indem er sich durch Raum und Zeit in parallele Universen transponiert. Das ist spannende Unterhaltung pur, die “Wunder der Wissenschaft” als Fantasy erscheinen lässt.

Video über den LHC in CERN:

[]

Weltformel: Entspringt Professor Allmans Suche religiösem Denken?

Wissen Sie ob die Suche nach einer “Theorie von Allem” sinnvoll ist? Hier jetzt die Hintergründe!

Die Weltformel oder auch “Theorie von Allem” ist eine Hypothese der theoretischen Physik und Mathematik, die alle bekannten physikalischen Phänomene gänzlich erklären und miteinander verknüpfen soll. Auf ihrer Grundlage sollen weitere Prognosen und Handlungsempfehlungen für Physiker gegeben werden. Bis zum heutigen Tag ist es allerdings noch niemand gelungen so eine Weltformel aufzustellen.

Am 28. November 2007 hielt Robert B. Laughlin, Nobelpreisträger für Physik von 1998, einen Vortrag an der Freien Universität Berlin. Der Titel des Vortrags lautete “A Different Universe”. Ziel der Physik ist es nach seiner Meinung, die grundlegenden Gesetze des Universums zu entdecken. Jüngere Experimente aber haben Aspekte physikalischer Gesetzmäßigkeit ans Licht gebracht, die sich deutlich von jenen unterscheiden, die Galilei und Newton sich vorstellten. So scheinen beispielsweise Experimente mit Teilchenbeschleunigern zu zeigen, dass alle uns vertrauten Naturgesetze “kollektiver Natur” sind, das heißt, Zusammenhänge darstellen, die auf ähnliche Weise aus Details hervorgehen, wie etwa die Bedeutung eines impressionistischen Gemäldes, die der Betrachter erst dann erkennt, wenn er schrittweise den Abstand zum Gemälde vergrößert. Zu dieser Beobachtung gehört die beunruhigende Implikation, dass wichtige Teilaspekte der modernen Physik, insbesondere die “Suche nach einer Theorie von Allem”, ideologischer Natur sind und damit dem mittelalterlichen Denken über Religion ähneln.
(Nach einer Mitteilung vom Informationsdienst Wissenschaft)

Wenn man Laughlin glauben will, verläßt der Protagonist eines Science-Fiction- bzw. Zeitreiseromans ( der Buch-Titel: “Professor Allman – Auf der Suche nach der Weltformel“) gesicherten physikalischen Boden und bewegt sich womöglich in ideologischen oder gar religiösen Gefilden.

Über die Wechselwirkung der Naturkräfte, Hermann von Helmholtz

Helmholtz: Die Wechselwirkung der Naturkräfte
Helmholtz: Die Wechselwirkung der Naturkräfte. Foto: Sedlacek

Die Physik hat mit dem Prinzip der Energieerhaltung eine Errungenschaft von sehr allgemeinem Interesse gemacht. Es handelt sich dabei um ein Naturgesetz, welches das Wirken sämtlicher Naturkräfte in ihren gegenseitigen Beziehungen zueinander beherrscht und eine ebenso große Bedeutung für unsere theoretischen Vorstellungen von den Naturprozessen hat, als es für die technische Anwendung derselben von Wichtigkeit ist.
Das Prinzip besagt: Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Es ist jedoch nicht möglich, innerhalb eines abgeschlossenen Systems Energie zu erzeugen oder zu vernichten. Das ist der Grund, warum die Suche nach einem Perpetuum mobile in die Irre führt.
Endgültig ausformuliert wurde der Energieerhaltungssatz 1847 von Hermann von Helmholtz. In der vorliegenden Schrift über die „Wechselwirkungen der Naturkräfte“ gibt Helmholtz dem Leser allgemeinverständlich eine sehr plastische Vorstellung über das Wirken von Kräften in den Naturprozessen, die mit geringfügigen Modifikationen heute nach wie vor ihre Gültigkeit hat.
Für alle, die das Wirken der Natur besser verstehen wollen.

Jetzt lesen!