Andere dimensie
 

Stel je voor de wetenschap van vandaag heeft een machine gebouwd die alle materie in deze wereld kan laten verdwijnen of kan wegduwen. Dan loop je naar buiten en je richt deze machine op een punt ongeveer een meter van je vandaan. Je stelt de machine in en hij begint langzaam alle elementen, moleculen, atomen, protonen, neutronen enz. kortom alles aan de kant te duwen. Je duwt ze zo weg dat de ruimte die ontstaat een vorm heeft van een cirkel. Je laat de machine aanstaan zodat de cirkel blijft bestaan en er geen enkel stukje materie binnen deze cirkel kan komen. Nu wil ik het hebben over wat er binnen die cirkel gebeurt, je hebt zojuist alle materie verwijdert in die cirkel, wat is er dan gebeurt is mijn vraag. Heb je dan een doorgang gemaakt tot een andere dimensie? Zou je door deze cirkel kunnen lopen en in een andere dimensie terecht gekomen zijn? Ik ben een leek als het gaat om zo'n dingen maar er zijn vast mensen op dit forum die hier meer over weten te vertellen.

Dan heb je een vacuüm... waar dan blijkbaar ook geen fotonen e.d. in kunnen komen. Je krijgt dan vanuit de omgeving een enorme druk op de "cirkel".

Ik denk niet dat je zo'n machine kunt bouwen. :)

tussen atomen in de lucht zitten toch wel een paar ruimtetjes? dat zouden dan dus ook gaten naar andere dimensies zijn? ik vind het een beetje een vreemde aanname dat als je langs niks loopt, je maar in een andere imensie terecht komt. maar ik ben net zo'n leek hoor

Nee maar "stel" dat je het zou kunnen bouwen. Wat zijn fotonen en stel dat je in zo'n vacuum terecht komt heeft tijd geen invloed meer op jou dan? Stel dat je tussen de ruimte kan komen tussen een molecuul en een atoom. Zit je dan ook niet in een andere dimensie?

Nah. De ruimte is vooral leegte, met hier en daar wat deeltjes. Als je in zo'n vacuüm komt ga je dood, want je kunt niet meer ademen.

Fotonen zijn (onder andere) lichtdeeltjes die rechtlijnig (hoewel door een gekromde ruimte) bewegen.

Als iemand er ooit in slaagt om een perfect vacuüm te creëren(niet dat dat haalbaar is), zal het universum vergaan.

Of zoiets tog? Want het 'niks' en het iets lossen elkaar af.

Waarom zou dat zo zijn? Het lukt alleen niet om een vacuüm te maken, maar je kunt het wel prima benaderen.

Ik weet het niet hoor, maar als niks in de cirkel kan komen, dan kunnen wij dat toch ook niet? En ik zie niet echt in wat er zo speciaal aan een vacuüm is.

Daarbij, Als je in deze cirkel iets doet (een cel of molecuul ofzo), dan zou het dus terecht komen in een andere dimensie, als je een heleboel tegelijk erin gooit, zoveel dat het die "deur" helemaal opvult, dan zou dat allemaal dus verdwijnen. Ofterwijl overal is op dit moment zo'n cirkel maar dat wat erin zit verdwijnt niet... hoe leg je dat uit.. ?

In quantumveldentheorie worden deeltjes beschreven door middel van een gequantiseerd veld. Wanneer er geen deeltjes zijn, bevindt het veld zich in de grondtoestand, wat gelijk is aan de vacuumtoestand voor dat veld. Bevindt het veld zich in een hogere energietoestand, dan wordt deze toestand geinterpreteerd als een deeltje. Die hogere energietoestanden zijn discrete toestanden, wat te vergelijken is met het voorbeeld van de harmonische oscillator in de quantummechanica. Er zit dus een vast energieverschil tussen twee toestanden.

Nu wordt iedere hogere energietoestand geinterpreteerd als een deeltje. In het elektromagnetisch veld zorgt de quantisatie van het veld dus voor het bestaan van het foton. Voor andere deeltjes bestaan ook zulke velden, zoals het Dirac veld (welke, ik dacht, spin-1/2 deeltjes beschrijft) en het Higgs veld (voor Higgs bosonen). Je hebt bijvoorbeeld ook een veld wat zoiets genoemd is als "massless gauge field". Deze blijkt niet 1, maar 8 verschillende deeltjes te voorspellen welke overeenkomen met de 8 verschillende gluonen die bestaan (welke weer verantwoordelijk zijn voor de sterke kernkracht).

Als je dus spreekt over het vacuum waar jij het over hebt, zijn je al deze velden in de grondtoestand en dus "deeltjesloos". Niks andere dimensies, instortingen van het heelal of wat dan ook... Want ook aan dit vacuum is een grondtoestand verbonden, en zelfs een energiewaarde (bekend als vacuumenergie). En ja, deze energie is te meten. Dit staat bekend als het Casimir effect. En voor het geval je het afvraagt, nee deze velden zijn niet weg te krijgen. Het is, maar dit weet ik niet zeker, de achtergrond waarop quantumveldentheorie is gebaseerd.

Het vacuumenergie wordt zelfs gezien als een mogelijke oorzaak voor de (onbekende) waarde van de kosmologische constante. Deze constante is bepalend voor de expansie van het universum (wat o.a. versneld kan expanderen door die constante), en is momenteel nog op geen enkele manier te berekenen (iets wat bijvoorbeeld String theoristen graag zouden willen kunnen met hun string theorie). Nouja, eigenlijk is het nog wat erger... Want er bestaan wel berekeningen om die energie te berekenen, alleen deze geven een antwoord die een factor 10¹²⁰ groter is dan de gemeten waarde! Ik ben nog nooit fouten tegen gekomen die er meer naast zitten eigenlijk...

Nu we het toch over kleine dingetjes hebben. Is een atoom eigenlijk wel kapot te maken op een natuurlijke manier? Kijk stel dat er een beest sterft, dan rotten zijn vleescellen weg. Geld dit dan ook voor al die kleinere deeltjes?

nee de atomen die in je rechter bil zitten kunnen best vroeger in de staart van een dinosaurus hebben gezeten

Atomen kunnen alleen gespleten worden door het proces van atoomsplitsing. Hier komen de fotonen en neutronen die in de 'nucleus'(kern) van de atoom zitten vrij, en komt er enorm veel energie vrij. Dit zou in principe met alle soort atomen kunnen, maar dezertijd hebben we alleen nog maar de technologie om 'onstabiele' atomen te splitsen zoals uranium. Dit gebeurd in een Kerncentrale, of bij een kernexplosie.


Wat is het hele verhaal dan van negatief geladen deeltjes. Als ik het goed begrijp is dit 'antiematerie'. Dat is toch per definitie 'niets'? of zit ik ernaast.

Materie is eigenlijk gewoon zoals anti-materie. Het punt is alleen dat 2 antideeltjes (bijvoorbeeld positron en elektron) met elkaar kunnen reageren, en zo een krachtdeeltje kunnen vormen (in dit geval een foton). De hele quantumveldentheorie beschrijft dit soort reacties: deeltjes gaan over in andere deeltjes, en doen dit door middel van het absorberen een ander deeltje, of juist het uitzenden van een deeltje. Zo kan een neutron overgaan in een proton (of beter gezegd: een down quark gaat over in een up quark, en creëert daarbij een W-deeltje, die op zijn beurt weer vervalt in een elektron en een anti-elektron-neutrino). Je hebt veel meer van dit soort reacties, waarbij eigenlijk de complete wisselwerking tussen deeltjes worden beschreven. Deze reacties worden vaak weergegeven door Feynman diagrammen:

neutron verval:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu...gpar/ndecw.gif

Twee elektronen die op elkaar botsen wisselen altijd een foton uit (foton = krachtdeeltje):
http://www-sldnt.slac.stanford.edu/a...hoton_exch.jpg

Annhillatie van een positron en een elektron:
http://homepage.mac.com/stevepur/phy...r/matter43.gif

De manier hoe je een Feynman diagram moet interpreteren is als volgt: tijd 'loopt' van onder naar boven (meestal). Horizontaal staat eigenlijk niets afgebeeld, maar je kan het interpreteren als positie. Het lijken verder misschien een paar leuke tekeningetjes, maar er zit veel meer achter. Het hele diagram geeft eigenlijk de "kans" aan dat dat gebeuren, in die volgorde plaatsvindt. Die kans bepaalt op zijn beurt weer zaken als de levensduur van bijvoorbeeld een neutron. Om de kans bij zo'n diagram uit te rekenen, heb je Feynman calculus nodig. Het enige wat je moet doen is een of andere integraal uit rekenen ;)

Maar om terug te komen op anti-materie: doordat anti materie zo makkelijk met materie reageert, komt het eigenlijk niet in de 'natuur' voor. Het reageert tenslotte gewoon meteen. In principe staan materie en anti-materie dan ook op gelijke voet met elkaar, en het is op de eerste gezicht dan ook niet duidelijk waarom er voor het een deeltje een voorkeur zou bestaan, ten koste van zijn antideeltje. Maar toch bestaat ons universum uit 'gewone' materie, en een verklaring ervoor bestaat er (nog) niet. Gedacht wordt aan een a-symmetrie tussen materie en anti-materie. Het begrip CP-violation heeft hier alles mee te maken (google er maar eens op).

Oh, en als je dit verhaal nog niet verwarrend genoeg vond (want het is nou eenmaal stof voor 4e-jaars-natuurkundigen), sommige deeltjes zijn hun eigen anti-deeltjes. Het foton is zo'n deeltje :)

Dus stel dat je een lijk crimeert, de atomen blijven bestaan omdat ze maar moeilijk vernietigd kunnen worden. Wat gebeurt er dan met die atomen? Vallen die uit elkaar? Het persoon is zijn vleselijke lichaam kwijt, maar het heeft dus nog steeds een soort lichaam maar dan uit atomen? Is het persoon dan wel dood?

Die atomen zelf gebeurd niets mee, ze zullen alleen nieuwe verbindingen aangaan in een proces van oxidatie (verbranding). Sommige atomen zullen in reactie overgaan in een vorm die in de schoorsteen meegenomen worden in de atmosfeer. Andere blijven over in de as.
En nee, een lijk leeft niet meer, ookal bestaat hij nog uit dezelfde atomen en moleculen.
Misschien gebeurt er pas wat me de atomen als je het met een graadje of 100 miljard verbandt. ;)