Graviton
 

Stel dat een keer de 'graviton' wordt ontdekt, zou dat korte metten maken met Albert Einsteins verklaring voor zwaartekracht?

Of niet, en zorgt de graviton er op de een of andere manier voor dat de ruimte zijn kromming krijgt.

Nee wellicht zullen ze samen een op een specifiekere theorie uitkomen

*niet veel verstand heeft van wetenschap*

Wat is Graviton?

Nee..

Het is dan wel zo dat SR zwaartekracht als een golf betekent, op dat niveau maakt dat niet uit. Op een ander niveau misschien wel. Volgens mij is er geen zwaartekrachttheorie op subatomair niveau. Maar zwaartekracht is dacht ik zo zwak dat het niet uitmaakt. Tenzij je het over zwarte gaten of neutronensterren hebt dacht ik.

Een vooralsnog hypothetisch deeltje dat zorgt voor de krachtsoverdracht van de zwaartekracht op andere deeltjes.
Het CERN heeft volgens mij binnenkort plannen om dit graviton te ontdekken dmv het opelkaar laten slaan van deeltjes. Verwacht wordt door Hawkings (dacht ik) dat het graviton een minizwartgat zal vormen en daarna uiteenzal vallen in Hawkingstraling.

blablablablabla en nu de bewijzen nog

Bedankt voor deze uiterst nuttige bijdrage.

Van het graviton is wel al bekend dat het deeltje waarschijnlijk bestaat uit spin, en om specifieker te zijn spin 2.

Dit volgt namelijk uit het volgende principe.
De zwaartekracht is een kracht en dus moet de drager ervan een boson zijn (heeltallige spin).
Het graviton kan geen spin 1 hebben, want dan zou de zwaartekracht een afstotende kracht moeten zijn.
Het graviton kan geen spin 0 hebben, want dan is er geen interactie mogelijk tussen het graviton en het foton.
Het graviton kan wel spin 2 hebben. Een spin 2 deeltje zorgt ervoor dat er "de goede soort" interactie tussen massa is, en (ook zeer belangrijk) dat er "de goede soort" interactie tussen de gravitonen zelf is. Hoe het allemaal precies in z'n werk gaat weet ik ook niet, en waarom het niet een veelvoud van spin 2 is weet ik ook niet. Maar dat kan misschien iemand anders vertellen

Sorry was een beetje ongepast maar daar wil ik mee aangeven dat ik het nog al vervelend vind dat mensen die hawking gelezen hebben in eens allemaal van die citaten gaan kopieeren en alles maar als waarheid zien zonder een duidelijke uitleg bij te geven. Niet dat ik het allemaal begrijp (en jij wel)

Ik heb de boeken van Hawking niet gelezen :)

Wat moet ik me voorstellen bij spin?

Een rotatiebeweging, waarbij het getal de hoeveelheid voorstelt.

Ik zag trouwens dat je 6VWO doet, als je natuurkunde 2 hebt krijg je het begrip spin ook bij kernfysica.

Ik heb Natuurkunde 2, en we hebben het hoofdstuk over kernfysica bijna uit. Spin wordt daarin niet behandeld, of het moet nog in de laatste paragraaf staan, die over neutrino's gaat.
Ik heb het even doorgebladerd, volgens mij wordt daar ook niks gezegd over spin.

Dat heeft te maken met rotaties van deeltjes om hun eigen as. De spin
wordt uitgedrukt met behulp van het spinquatumgetal s. Bij een draaiing om de as bij een hoek van 360°/s ziet een deeltje met spin s er hetzelfde uit. Elektronen hebben een spin van 1/2 en wisselwerkingsdeeltjes kunnen een spin van 0, 1 of 2 hebben.

En toch denk ik aan een beest met 8 poten :o
Arm spinnetje dat zoveel moet ondergaan :(

Kunnen deeltjes dan uit spin bestaan?
En als we graviton deeltje noemen, bedoelen we dan ook echt een deeltje, of iets wat zich (soms) gedraagt als een deeltje, zoals licht?

Neutrino's zijn deeltjes die enkel uit spin bestaan. Geen massa ed, verder.

Nee het graviton bestaat enkel uit spin, dus geen massa. Het is dus in feite vergelijkbaar met neutrino's. Volgens mij gedraagt een graviton zich niet als golf, dus een vergelijking met licht vind ik erg gewaagd

Studeren jullie allemaal natuurkunde in de hoeveelste kwadraat :o

Ik snap hier geen fuck van :p

Maar ik ben dan ook een onwetend alfa-mannetje ;)

Iets "bestaat" niet "uit spin". Spin is een quantumgetal wat toegekend kan worden aan alle elementaire deeltjes. Een puur mathematische beschrijving van een eigenschap.

Alles kan zowel als een golf als als en deeltje beschreven worden, ook jijzelf, dus de tweede vraag is niet relevant.

In mijn boek staat:
het hele spin-gebeuren wordt omzeild.


ik wilde ook niet direct met licht gaan vergelijken, maar bedoelde of gravitons echt deeltjes zijn, of voor alleen voor het gemak zo worden genoemd, net zoals licht niet echt uit deeltjes bestaat, maar bij voor sommige berekeningen en uitleg voor het gemak als deeltje wordt beschouwd. (ander voorbeeld, elektronen, die meestal als deeltjes worden beschouwd, maar ook zich ook als golven gedragen)

pfft, ik raak de grip op de discussie een beetje kwijt. Ik lees wel even mee met de verdere posts, voor ik weer ga vragen. Misschien wordt het me dan duidelijker. :)

Volgens mij is ondertussen al aangetoond dat het neutrino wel een massa heeft.

ow, ik dacht van niet. Foutje, maar ze bevatten iig wel spin

Denk maar aan het Engelse to spin dat ronddraaien betekent.

@Sketch: Ieder deeltje, dus ook een massaloos deeltje als een foton, heeft een eigen spinquantumgetal s, zoals dit officieel heet. Dat er in jouw natuurkundeboek geen aandacht aan het begrip spin wordt besteed heeft waarschijnlijk meer te maken met het feit dat het hier om een quantummechanisch fenomeen gaat, dat dus buiten de natuurkundestof voor het v.w.o. valt.

@Lucky Luciano: Een graviton is een virtueel deeltje dat dus niet direct
kan worden waargenomen, maar je kunt wiskundig aantonen dat de vergelijkingen uit de algemene relativiteitstheorie een golfachtige oplossing hebben, die je kunt opvatten als zwaartekrachtsgolven die door zware objecten worden uitgezonden. Deze zwaartekrachtsgolven
kunnen als reële gravitonen worden opgevat. Ze zijn dus in principe waarneembaar.

Nee, is niet aangetoond, de metingen zijn te onnauwkeurig. Er zijn zelfs theorieën die stellen dat neutrino's tachyonen zijn, deeltjes met een massa kleiner dan nul en een snelheid groter dan c.

Hoe kun je een massa kleiner dan nul hebben? :bloos:

Hoe kun je een massa groter dan nul hebben?

Haha ja maar hoe moet ik me dat voorstellen dan?

Een deeltje waarbij de massa niet zorgt voor aantrekking maar afstoting. Pak gewoon alle natuurkunde formules met een 'm' voor massa en voer daar een negatief getal in.


En bij al die 'wat moet ik me daarbij voorstellen'-vragen. Nou, niet al teveel. Alles wat je je voor kan stellen bestaat toch al op een heel ander niveau. Bij dit soort dingen moet je niet meer de drang hebben om je 'er iets bij voor te stellen'.

Wat we een massa van 0 vinden is gewoon die massa die voor geen zwaartekracht zorgt. Het is net zo goed een massagetal als 10 of -10.

Of anders gezien, materie kan gewoon ofwel een positieve zwaartekracht, ofwel een negatieve zwaartekracht genereren. Net zoals een deeltje positief of negatief kan zijn. Dus een beetje zoals anti-materie. In plaats van tegenovergestelde ladingen, tegenovergestelde energie.

Welke van de twee het correctst is, dat is mijn vraag. Moeten we dit soort deeltjes met een negatieve massa nu zien als exotische materie in het hokje 'negatieve energie'? En is dit dus een deeltje uit de andere familie?

Of heeft die hele andere familie van exotische materie/negatieve materie, als het al bestaat, ook zijn eigen versie van dit deeltje met in dat geval dus een positieve massa.


Nog een vraagje, negatieve massa laat echt snelheden toe boven C? Of maakt het niet uit wat voor massa een deeltje heeft? Massa is massa?

Mensen hebben zelf begrippen als massa en snelheid ingevoerd en er getalletjes aan gehangen. Dit is allemaal puur mathematisch, omdat we niet weten hoe we het anders moeten beschrijven. Dat er dan iets uit komt (negatieve massa) wat intuitief fout zou zijn, is eigenlijk helemaal niet vreemd, maar gewoon een gebrek aan voorstellingsvermogen.

Maar als je dan een deeltje met een negatieve massa laat botsen met een deeltje met de zelfde positieve massa zou het geheel dan verdwijnen?

En zou het bijvoorbeeld mogelijk zijn dan om op die manier gevaarlijke stoffen op te ruimen?

Een deeltje met negatieve massa gaat niet sneller dan het licht. Daarvoor moet het een imaginaire massa (of energie) hebben. Maar dat volgt allemaal uit de mathematische beschrijving van het geheel, en het hoeft helemaal niet zo te zijn dat dat ook iets fysisch voorstelt. Het is zelfs zo dat de "vroegere" versie van snaren theorie ook tachyonen voorspelden, en dat daardoor de theorie als fout werd bestempeld.

Er zijn overigens wel beschrijvingen van deeltjes met negatieve massa. Bijvoorbeeld van elektronen in bepaalde vaste stoffen. De elektronen daar gaan een interactie aan met het atoomrooster, en met elkaar. Die interactie kan ervoor zorgen dat de effectieve massa van de valentie-elektronen negatief wordt, of zelfs oneindig. Een stof met elektronen met een oneindig grote massa is dan op te vatten als een stof die niet geleidt: ook al wordt een spanning over het materiaal gezet, de elektronen zullen nooit versnellen vanwege de oneindig grote, effectieve massa. Wat er gebeurt als het elektron een effectieve negatieve massa heeft is wat moeilijker uit te leggen. Het heeft iig te maken met het gedrag van de stof in bijvoorbeeld het Hall-effect.

Dan nog iets over neutrino's: Er zijn wat experimenten aan de gang die wel degelijk een massa meten bij het neutrino. Maar dit zijn zeer ingewikkelde, en langlopende experimenten dat het nog wel wat kan duren voordat die resultaten ergens anders worden nagebootsd. Wat echter wel een stuk nauwkeuriger kan worden gemeten is het verschijnsel neutrino-oscillatie.

Als we kijken naar de zon dan zendt deze voortdurend neutrino's uit. Deze ontstaan uit het proces van kernfusie. Maar de cyclus die in de zon aanwezig is voorspelt dat er vrijwel alleen maar zogeheten elektron-neutrino's worden gecreëerd. Er zijn nog twee andere type neutrino's (muon- en tau-neutrino) die niet bij het proces ontstaan. Meet je dus de neutrino-flux afkomstig van de zon, en bekijk je in welke verhouding de soorten neutrino's voorkomen, dan zou je dus verwachten voor het overgrote deel elektron-neutrino's te zien. Voorwaarde is uiteraard dat je een onderscheid kan maken tussen de neutrino's, en dat is inderdaad ook mogelijk.

Maar dat is niet wat gemeten wordt! In plaats van voornamelijk elektron-neutrino's, worden alle 3 de type neutrino's even vaak gemeten. De (tot nu toe enige) theoretische verklaring hiervoor is het verschijnsel van "oscillerende neutrino's". Het is een zeer lastig concept, maar je kan het opvatten alsof neutrino's in staat zijn om van type naar type te transformeren (een elektron-neutrino kan een muon-neutrino worden; een muon-neutrino weer een elektron-neutrino, enzovoorts). Gevolg is dat als je begint met alleen maar elektron-neutrino's, je na een lange tijd ook muon- en tau-neutrino's begint te krijgen. Dit zou uiteraard meteen een mooie verklaring zijn voor de gemeten neutrino-flux, afkomstig van de zon.

Er is echter 1 grote voorwaarde voor neutrino-oscillatie: de neutrino's moeten een massa hebben. Waarom dat zo is, is erg lastig uit te leggen, of zelfs te begrijpen, maar het is niet anders: massa speelt een essentiele rol voor dit proces. Neutrino's zijn nog best een groot mysterie dus onderzoek is nog volop bezig. Er zijn dan ook wat laboratoria in aanbouw of in gebruik die zich volledig richten op neutrino's (o.a. in Italie, de Middelandse zee en Japan).

We hebben het dus niet over rustmassa? Is imaginaire massa dan hetzelfde als relativistische massa? En wat is effectieve massa? Vier soorten massa maken het ook niet echt duidelijker :)

Als deetljes met negatieve massa niet sneller dan het licht gaan, welke eigenschap zouden tachyonen dan hebben?

Effectieve massa is geen 'echte' massa, het is een soort fictieve grootheid die ingevoerd wordt om processen te beschrijven die eigenlijk "te ingewikkeld" zijn, maar waarin deeltjes zich gedragen alsof ze een bepaalde massa hebben, en dat is de effectieve massa. Imaginaire massa houdt in dat de massa een complexe grootheid is, simpel gezegd, dat er negatieve wortels in voorkomen, maar die zijn nog nooit gemeten.

Massa is toch electromagnetische energie?
Zwaartekracht komt toch voort uit massa?

I don't get it.

Massa heeft niets met elektromagnetische energie te maken. Zwaartekracht komt in zoverre uit massa voort dat de grootte van de zwaartekracht bepaald wordt door de hoeveelheid aanwezige massa.

Wat moet ik me bij een imaginaire getal dat uit een negatieve wortel komt voorstellen als niet-wiskundige?

Is het realisitsch te stellen dat een getal dat eigenlijk niet kan bestaan onderdeel kan zijn van een natuurkundige formule die het universum zou beschrijven?

Ik wist dat tachyonen science fiction was, maar ik vind het wel een erg onnozel idee. Een onlogisch deeltje, welke alleen maar voor vragen en problemen zorgt, dat zou bestaan als je als massa een negatieve macht invult? Wat als we in alle variabelen negatieve wortels invullen?

Ik heb soms het idee dat natuurkundigen zich steeds meer bezig gaan houden met theorieen welke een soort eenentwintigste eeuw equivalent van middeleeuwse theorieeen waar we nu hard om lachen gaan lijken.

Even een stukje uitleg: de vergelijking x²+1=0 heeft voor een reële waarde van x geen oplossing, omdat het kwadraat van zo'n x altijd groter dan of gelijk aan nul is. Om de vergelijking x²+1=0 op te kunnen lossen heeft men daarom een getal i geïntroduceerd met de eigenschap i² = -1. Dit getal i wordt de imaginaire eenheid genoemd.

Als je eist dat iets alleen maar kan bestaan als dat iets deel uitmaakt van wat wij als onze realiteit beschouwen is het antwoord nee, maar als je het bestaan van iets ook kunt definiëren als het bestaan in wiskundige zin, dus als een abstract iets, is het antwoord ja. In de quantummechanica maakt men regelmatig gebruik van oneindig dimensionale (vector)ruimten die als Hilbertruimten bekend staan. Deze ruimten maken evenmin deel uit van wat wij als onze realiteit beschouwen, maar ze vormen desalniettemin een onmisbaar hulpmiddel voor het beschrijven van de formalismes van de quantummechanica.

*ik heb deze zin even aangepast, omdat jouw oorspronkelijke zin een anakoloet, dus een niet lopende zin, was*
Houd er rekening mee dat iedere theorie altijd een voorlopig, en dus niet een definitief, karakter heeft, en vroeg of laat door een theorie wordt vervangen die geavanceerder is.

Ik vind dat er nog wel een verschil tussen de twee zit.

4? Er zijn er nog wel meer ;)

Effectieve massa is simpelweg een manier om berekeningen te simplificeren. Bijvoorbeeld een elektron in een metaal: normaal wordt het elektron beinvloed door zijn directe omgeving. Geladen metaalatomen trekken het elektron aan en kunnen het ook weer versnellen. Andere elektronen zullen ook een interactie aangaan met het elektron (en dan heb ik het niet alleen over de interactie "negatief stoot negatief af", maar ook andere ingewikkeldere interacties). Al die interacties zorgen ervoor dat het elektron moeilijker, dan wel makkelijk door het materiaal heen beweegt. Omdat al die interacties op zichzelf erg moeilijk zijn om te beschrijven, zou je ook kunnen zeggen: het elektron is gewoon vrij, maar heeft een effectieve massa. Die effectieve massa is dan een maat voor hoe makkelijk of moeilijk het elektron door de stof kan bewegen.

Kan het elektron helemaal niet bewegen, dan is er sprake van een oneindige massa (een externe kracht gaat het elektron niet van zijn plaats krijgen). Een negatieve massa kan je zien alsof er een elektron te weinig in het materiaal is (moeilijk om goed uit te leggen; het staat aan de basis van halfgeleiders).

Verder: relativistische massa is een verouderde term. Het is ook een vorm van effectieve massa. Naarmate een deeltje ten opzichte van een waarnemer de lichtsnelheid bereikt, zal het voor diezelfde waarnemer het moeilijker zijn om dat deeltje nog verder te versnellen (denk aan een deeltjesversneller). Je kan dat ook weer opvatten alsof het deeltje steeds zwaarder wordt naarmate het de lichtsnelheid bereikt.

Wat imaginaire massa betreft: gewoon een wiskundige uitkomst, waar je IMO geen fysische betekenis aan kan koppelen (wiskunde voorspelt wel vaker uitkomsten die niet van belang zijn).

Rustmassa: Klassiek gezien is het gewoon de massa van het deeltje, in een vrije omgeving. Maar als je quantumveldentheorie erbij betrekt zul je zien dat je ook van die beschrijving moet afstappen...