Teilchengroßbeschleuniger LHC

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Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Maude » 10.09.2008, 10:08

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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Darklord Extropy » 10.09.2008, 10:29

Also... NOCH bin ich da... :pillepalle:

Mal ehrlich, wenn wir hier nicht gerade einen Anwendungsfall vom dem hier erleben...

http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenselbstmord

(was ich übrigens für eine zutreffende These halte, das sage ich nicht nur als Konstruktivist!)

...dann ist das Teil entweder noch nicht in Betrieb - oder ungefährlich... oder sogar beides.

Hm, hm... wobei das Problem FOLGENDES ist:

Stimmt die Quantenunsterblichkeitstheorie (wovon aufgrund des anthropischen Prinzips auszugehen ist), dan können wir, da Paralleluniversen voneinander kausal entkoppelt sind, nichtmal eine Aussage darüber treffen. Traurig, oder? :(

Manchmal kotzt mich die unscharfe, unbestimmte Natur des Universums sowas von an. Niemals hast Gewissheit, weil Dir immer die Herren Schrödinger und Heisenberg... in die Suppe nicht nur spucken sondern direkt reinscheißen. :|
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 10.09.2008, 12:24

@Darklord Extropy.

Darklord Extropy hat geschrieben:Manchmal kotzt mich die unscharfe, unbestimmte Natur des Universums sowas von an. Niemals hast Gewissheit, weil Dir immer die Herren Schrödinger und Heisenberg... in die Suppe nicht nur spucken sondern direkt reinscheißen. :|


Nun stell Dir mal vor, Du weißt schon wie lange Du leben wirst und auf welche art und weise Du sterben wirst.


Denn gäbe es keinen Zufall, gäbe es auch keine unvorherbestimmte Zukunft.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon nickpol » 08.10.2008, 14:58

rebecca hat geschrieben:Denn gäbe es keinen Zufall, gäbe es auch keine unvorherbestimmte Zukunft.


Im deterministischen Sinne gibt es keinen Zufall, indeterministisch schon. Wenn das Universum nicht deterministisch wäre, könnten die Menschen keine Naturgesetze erkennen und herleiten.
Die Quantenunsterblichkeitstheorie beschreibt Zustände im Rahmen der MultiversenTheorie. Beweise diesbezüglich gibt es noch keine. Fängt man mit solchen Vermischungen einzelner Theorien der Quantenmechanik an, ist man schnell beim QuantenVoodoo.
Ich wollte jetzt aber nicht klugschei... :nono:
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 08.10.2008, 15:38

Eine einfache Fallversuchsreihe belegt deutlich das man physikalischen Auswirkungen nur in gewissen Grenzen vorhersagen kann.

Und wie der Zufall und die Stochastik so wollen, gilt für sie die Regel der großen Zahlen.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 08.10.2008, 16:13

Aha, wo liegen denn die Grenzen?
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon nickpol » 08.10.2008, 16:40

Rebecca hat geschrieben:Eine einfache Fallversuchsreihe belegt deutlich das man physikalischen Auswirkungen nur in gewissen Grenzen vorhersagen kann.

Na logo, d.h. aber doch nicht, dass da nicht noch Dinge sind, die wir, auch im Rahmen einer Versuchsanordnung, noch nicht sehen und/oder verstehen können. Der zweite Energieerhaltungssatz ist kein Naturgesetz, wie oft und lange angenommen, sondern gilt nur in einem ganz bestimmten Parameterkreis.

Albert Einstein: "Zufall ist das, wo unsere Berechnungen versagen".
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 08.10.2008, 17:07

@ric.

ric hat geschrieben:Aha, wo liegen denn die Grenzen?


Da gibt es viele.

Luftdichte, ungenauigkeit der Zeitmesser, sich ändernde Längen des Versuchsaufbaus während des laufenden Versuchs.

Je exakter wir die Vorhersagen treffen wollen desto mehr Einflußgrößen müssen wir in den Berechnungen mit einbeziehen. Bis letztendlich bei einem balistischen Wurf von mehreren Kilometern selbst die Erdrotation und die geologischen Daten mit einbezogen werden müßen (einschließlich Wetterverhältnisse).

Dennoch habe ich selbst bei einfachen Versuchen mit genauen Versuchsanordnungen unter gleichen Bedingungen immer Streuungen drin gehabt, obwohl nicht mechanisch gemessen wurde sondern mit Lichtschranken usw. usf.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 08.10.2008, 22:03

Rebecca E. hat geschrieben:
ric hat geschrieben:Aha, wo liegen denn die Grenzen?
Da gibt es viele.
Eigentlich nicht.
Ich meine nicht die Grenzen die durch einen ungenauen Versuchsaufbau gesetzt werden, sondern prinzipielle Grenzen.
Rebecca E. hat geschrieben:Luftdichte, ungenauigkeit der Zeitmesser, sich ändernde Längen des Versuchsaufbaus während des laufenden Versuchs.
Das macht die Kreativität eines guten Wissenschaftlers aus.
Luftdichte?--> Mach den Versuch im Vakuum.
Ungenauigkeit der Zeitmesser-->Zeiten über Interferenzen messen
Ändernde Längen des Versuchsaufbaus?--> Durch Temperatur? Siehe Vakuum + abdunkeln + kühlen
Rebecca E. hat geschrieben:Je exakter wir die Vorhersagen treffen wollen desto mehr Einflußgrößen müssen wir in den Berechnungen mit einbeziehen.
oder Einflussgrößen eliminieren.
Rebecca E. hat geschrieben:Bis letztendlich bei einem balistischen Wurf von mehreren Kilometern selbst die Erdrotation und die geologischen Daten mit einbezogen werden müßen (einschließlich Wetterverhältnisse).
Dazu haben wir ja Computer
Rebecca E. hat geschrieben:Dennoch habe ich selbst bei einfachen Versuchen mit genauen Versuchsanordnungen unter gleichen Bedingungen immer Streuungen drin gehabt, obwohl nicht mechanisch gemessen wurde sondern mit Lichtschranken usw. usf.
Hmmm...
Ich hab mal ein Mikroskop programmiert, mit dem konntest Du Fehler auf Siliziumwafern suchen (Klumpen von 10-50 Atomen).
Die Stellen konnte sich das Mikroskop merken und immer wieder zur Begutachtung anfahren.
Wie groß war da die Streuung?
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 08.10.2008, 23:08

@ric.

ric hat geschrieben:
Rebecca E. hat geschrieben:
ric hat geschrieben:Aha, wo liegen denn die Grenzen?
Da gibt es viele.
Eigentlich nicht.
Natürlich gibt es die. Die Natur quantelt.

ric hat geschrieben:Ich meine nicht die Grenzen die durch einen ungenauen Versuchsaufbau gesetzt werden, sondern prinzipielle Grenzen.


Und ich sprach von einem einfachen Versuchsaufbau.

ric hat geschrieben:
Rebecca E. hat geschrieben:Luftdichte, ungenauigkeit der Zeitmesser, sich ändernde Längen des Versuchsaufbaus während des laufenden Versuchs.
Das macht die Kreativität eines guten Wissenschaftlers aus.
Luftdichte?--> Mach den Versuch im Vakuum.


Bis zu welcher Fallhöhe denn?

Oder den Versuch gleich auf dem Mond stattfinden lassen?

ric hat geschrieben:Ungenauigkeit der Zeitmesser-->Zeiten über Interferenzen messen


...

ric hat geschrieben:Ändernde Längen des Versuchsaufbaus?--> Durch Temperatur? Siehe Vakuum + abdunkeln + kühlen


Wenn Du Glaskeramik als Werkstoff vorgeschlagen hättest hätte ich das ja noch nachvollziehen können. Oder eine andere praktikabele Lösung ...

ric hat geschrieben:
Rebecca E. hat geschrieben:Je exakter wir die Vorhersagen treffen wollen desto mehr Einflußgrößen müssen wir in den Berechnungen mit einbeziehen.
oder Einflussgrößen eliminieren.


Nicht alles läßt sich so exakt vorherberechnen wie sich viele Leute das vorstellen.

Wie Du beispielsweise Turbulenzen in der Luft eleminieren möchtes wird mir wohl ewig ein Rätsel bleiben.

ric hat geschrieben:
Rebecca E. hat geschrieben:Bis letztendlich bei einem balistischen Wurf von mehreren Kilometern selbst die Erdrotation und die geologischen Daten mit einbezogen werden müßen (einschließlich Wetterverhältnisse).
Dazu haben wir ja Computer


Klar doch ... einfach nur aufs Knöpfchen drücken ...

ric hat geschrieben:
Rebecca E. hat geschrieben:Dennoch habe ich selbst bei einfachen Versuchen mit genauen Versuchsanordnungen unter gleichen Bedingungen immer Streuungen drin gehabt, obwohl nicht mechanisch gemessen wurde sondern mit Lichtschranken usw. usf.
Hmmm...


Hat mich bei den geringen Einflußgrößen auch gewundert. Und ich habe mehrmals den Versuch durchgeführt.

ric hat geschrieben:Ich hab mal ein Mikroskop programmiert, mit dem konntest Du Fehler auf Siliziumwafern suchen (Klumpen von 10-50 Atomen).
Die Stellen konnte sich das Mikroskop merken und immer wieder zur Begutachtung anfahren.
Wie groß war da die Streuung?


Worauf willst Du hinaus? Auf die Positionierungsgenauigkeit?
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 09.10.2008, 07:41

Einerseits sagst Du zu den Grenzen "die Natur quantelt" andererseits bringst Du Beispiele die die Grenze um Größenordnungen herausschieben.
Es gibt eine prinzipielle Grenze, und das ist der Quantenzustand der beteiligten Atome.
---
Ein einfacher Versuchsaufbau, der ungenaue Ergebnisse liefert ist ungenau aufgebaut.
---
Bis zur welchen Fallhöhe? So lange wie das Rohr technisch hergestellt und geleert werden kann.
---
Wenn Du das ganze im Vakuum stattfinden lässt, dann erfolgt Wärmeübertragung nur noch über direkten Kontakt oder elektromagnetische Wellen.
Deswegen die "Abdunkelung"
---
Worauf ich hinauswill? Dass die Grenzen der Messgenauigkeit prinzipiell bis zur Quantenunschärfe gehen (egal bei welchem Experiment).
Der LHC ist ein Beispiel dafür welchen Aufwand man treiben muss, um dieser prinzipiellen Grenze zu gehen.
An einem CD-Player kannst Du sehen wie nahe man an dieser Grenze mit vertretbarem (bezahlbarem) Aufwand kommt.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 09.10.2008, 08:30

Meiner Meinung nach vermischt Du mehrere Dinge miteinander.

Wir können Längen hervorragend bestimmen und dadurch exakt positionieren. Meinen Hinweis auf die Turbulenz hast Du völlig übersehen. Turbulenz = Chaotisches System was sich chaotisch verhält = Chaos². Da ist dann nichts mehr exakt berechenbar.

Die Zeit ist auch noch relativ einfach zu handhaben.

Aber bei anderen Größen wird es mit der Zeit unübersichtilch. Die meisten Formeln die wir beispielsweise für die Strömungslehre haben gelten für enge Grenzen. Und selbst diesbezüglich sind sie mit Vorsicht zu genießen. Nicht umsonst gibt es hunderte von Zustandstafeln die erst einmal erstellt werden mußten, die sich nicht aus einer Theorie herleiten lassen, damit man überhaupt strömungstechnisch arbeiten kann.

Wenn das alles so perfekt und vorherberechenbar wäre, dann hätten wird z.B. Schiffsschrauben kavitationsfrei wären.

Der Experimentalphysiklaborversuch, war schon völlig in Ordnung. Er zeigt auch exakt auf das wir nicht auf einer statischen Welt leben. Und wenn ich so aus dem Fenster schaue, sehe ich, das die Tage (zeitlich gesehen) wieder meßbar kürzer werden, weil die Erde sich in einigen Tagen wieder schneller drehen wird.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 09.10.2008, 09:17

Du verwechselst die Formeln mit denen Ingenieure rechnen mit den prinzipiellen Grenzen der Berechenbarkeit physikalischer Ereignisse.
Würdest Du für jeden Versuch den Quantenzustand jedes beteiligten Teilchens erfassen, dann würden Deine Ergebnisse auch im Rahmen der Quantenmechanik liegen.

Das ist aufwendig. Aber prinzipiell möglich.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 09.10.2008, 09:38

@ric.

ric hat geschrieben:Du verwechselst die Formeln mit denen Ingenieure rechnen mit den prinzipiellen Grenzen der Berechenbarkeit physikalischer Ereignisse.
Würdest Du für jeden Versuch den Quantenzustand jedes beteiligten Teilchens erfassen, dann würden Deine Ergebnisse auch im Rahmen der Quantenmechanik liegen.

Das ist aufwendig. Aber prinzipiell möglich.


Wie?

Soweit sind die Quantenphysiker schon das sie aufgrund von Quantenzuständen exakte Vorhersagen über Materialeigenschaften machen können?

Prima, dann fällt ja endlich das undurchsichtige Dickicht genannt Werkstoffkunde weg ...

... ach was, was erzähle ich ... die gesamte Arbeitweise der Chemie wird revolutioniert. Keine Wälzer mehr wälzen um von einen chemischen Prozess in den nächsten zu kommen.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 09.10.2008, 11:21

Ja.
Beispiele bei denen nur die Quantenphysik Erklärungen liefert und die mir spontan einfallen:
- Warum glänzen Metalle
- Wie kommt die Farbe eines Materials zu Stande
- Was ist Härte
- Schmelztemperatur
- spezifisches Gewicht
- ...
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 09.10.2008, 11:35

@ric.

ric hat geschrieben:Ja.


Du lehnst Dich aber ganz schön weit aus dem Fenster raus.

ric hat geschrieben:Beispiele bei denen nur die Quantenphysik Erklärungen liefert und die mir spontan einfallen:
- Warum glänzen Metalle


Nicht nur Metalle glänzen.

ric hat geschrieben:- Wie kommt die Farbe eines Materials zu Stande


Jetzt sag nicht, das ist alles eine Frage der Temperatur.

ric hat geschrieben:- Was ist Härte


Das ist die Härte schlechthin. Andere erklären sich Härte über (beispielsweise) Verspannte Gitterstrukturen und Du machst das mal eben über die Quantenphysik.

ric hat geschrieben:- Schmelztemperatur


Erstaunlich ..

ric hat geschrieben:- spezifisches Gewicht
- ...


Ich wäre ja schon glücklich, wenn die Quantenphysik erklären könnte ab wann etwas flüssig ist und ab wann nicht.

So, dann erkläre mir mal bitte wie die Quantenphysik die Dir spontan eingebrachten Zustände erklärt.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 09.10.2008, 11:55

Als Einstieg:

http://www.tssc.univie.ac.at/articles/bunte_welt_der_intermetallics.html

Hier wurde ein Werkstoff quantenmechanisch designt.
http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/jahrbuch/2008/eisenforschung/forschungsSchwerpunkt/pdf.pdf
Vor diesem Hintergrund haben wir uns der Aufgabe gestellt, mithilfe der Verknüpfung von Quantenmechanik
und Kontinuumstheorie bei gleichzeitig strenger experimenteller Überprüfung der Vorhersagen
neue Titan-basierte Legierungen herzustellen, die eine deutlich geringere Steifi gkeit haben als
bisherige Materialien und gleichzeitig über eine hervorragende Bioverträglichkeit, Festigkeit und
Härte verfügen. Nur auf diesem Wege kann eine höhere mechanische Kompatibilität erreicht werden,
die zu einer wesentlich verbesserten Langlebigkeit der Implantate im menschlichen Körper beitragen
würde.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 09.10.2008, 12:34

@ric.

Nun, der Einstieg schweigt sich ja selbst darüber aus, was für eine Kristallstruktur das Material später haben wird. Und sag mir jetzt nicht, das die Kristallstruktur nichts darüber aussagt ob und wie etwas in einem bestimmten Lösungsverhältnis glänzt.

Mir hätte es persönlich ja gereicht wenn sie versuchen würden mir zu erklären wie das mit Perlit funktioniert.

pdf.pdf hat geschrieben:Aufgrund der enormen Zeit und Größenunterschiede zwischen der atomaren und der makrosopischen Skala ist es allerdings nicht möglich, einen Werkstoff komplett über alle aufeinander folgenden Skalen hinweg durchgehend theoretisch zu beschreiben. Dies lässt sich an einem einfachen Beispiel belegen: Elektronische Relaxationszeiten liegen im Bereich von Picosekunden, wohingegen Zeiträume der Korrosion oder der Materialermüdung in der Größenordnung von Jahren anzusiedeln sind. Bezüglich der Ortsskala bewegen sich die relevanten Größenordnungen von Sub-Angströmbereich bis hin zu hunderte von Metern großen Konstruktionen. Eine durchgehende simulationstechnische Behandlung unter Einbeziehung aller Skalen ist für solche Fragestellungen heute und auch in absehbarer Zukunft schlichtweg unmöglich.


Mir ist das schon klar das das nicht funktionieren kann. Werkstoffkunde und Chemie ist schon erheblich aufwändiger ...


Tja, aus der Traum einfach den Taschenrechner zu zücken und für Mehrstoffsysteme exakte Vorhersagen über Materialeigenschaften zu tätigen.

Vor allem dann, wenn dann auch noch der Werkstoff einige Sekunden an der Umluft war und eine entsprechende Oxidschicht bildet.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 09.10.2008, 12:48

Tja, wie weit geht die absehbare Zukunft? :D
Um z.B. das Strömungsverhalten an einer Tragfläche zu simulieren braucht man einen Quantenrechner, der mindesten n (n ist die Anzahl aller am Experiment beteiligten Quantenobjekte) Quantenzustände abbilden kann. Momentan utopisch, aber man kann einen Quantenrechenr heute schon z.B. mit einem Digitalrechner simulieren. So dass diese berechnung auch heute schon prinzipiell möglich ist.

Zum Kristallgitter: wie zum teufel außer mit Quantenphysik willst Du überhaupt die Entstehung eines Kristallgitters erklären?

Ach ja, und die Oxidation?
http://www.chemie.de/news/d/77302/
Auch die Chemiker müssen in die Quantentrickkiste greifen um diesen "einfachen" Vorgang detailiert zu erklären.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Rebecca E. » 09.10.2008, 13:03

@ric.

Du verzettelst Dich!

Die besagten Modelle taugen noch nichts. Zumal sie selbst bei einfachen Zweistoffgemischen versagen (vorherberechnette Werte weisen erheblich von der Realität ab). Ich wage mir dann gar nicht vorzustellen wie es bei erheblich komplizierteren Legierungen aussieht.

Ein schönes Erklärbärbeispiel wie sich Kristalle/Kriatallite ausbilden findest Du im nächsten Kuhdorf München, auf der Museumsinsel.
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon Darklord Extropy » 10.10.2008, 09:51

ric hat geschrieben:Ja.
Beispiele bei denen nur die Quantenphysik Erklärungen liefert und die mir spontan einfallen:
- Warum glänzen Metalle
- Wie kommt die Farbe eines Materials zu Stande
- Was ist Härte
- Schmelztemperatur
- spezifisches Gewicht
- ...


Also MEIN Lieblingsbeispiel ist das mit dem Gold.

Das ist aus relativistischen Gründen gelb, im Prinzip bestätigt die Farbe des Goldes (kein Scheiß jetzt) die Relativitätstheorie.

Noch ärger wirds dann aber mit den Elementen 137 (bzw. 138, ich bin mir da nicht sicher, angeblich geht 137 doch noch) - ab da wäre das "äußerste" Elektron schneller als das Licht. :D
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Re: Teilchengroßbeschleuniger LHC

Beitragvon ric » 11.10.2008, 20:55

Rebecca E. hat geschrieben:Du verzettelst Dich!

Die besagten Modelle taugen noch nichts. Zumal sie selbst bei einfachen Zweistoffgemischen versagen (vorherberechnette Werte weisen erheblich von der Realität ab). Ich wage mir dann gar nicht vorzustellen wie es bei erheblich komplizierteren Legierungen aussieht.

Ein schönes Erklärbärbeispiel wie sich Kristalle/Kriatallite ausbilden findest Du im nächsten Kuhdorf München, auf der Museumsinsel.
Vielleicht solltest Du mal über den Unterschied zwischen einer Erklärung und einer Beschreibung meditieren. :wink:
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