Gravitonenzähler?

Hi,

aber ich schaue halt solche YT-Videos nicht an, schon gar nicht in englischer Sprache.

Das ist ja dann wohl meine Entscheidung.

Was nicht heißt, dass dieses Video nicht sehenswert ist, das kann ich nicht beurteilen.
 
Zitat von P_E_T_E_R:
Mit dem "Geigerzähler" können wir ja die einzelnen Teilchen oder Quanten der ionisierenden Strahlung hörbar oder sichtbar machen, also nachweisen oder detektieren.

Der experimentelle Nachweis von einzelnen Gravitonen wurde zwar immer wieder theoretisch betrachtet, bislang aber für aussichtslos gehalten. Siehe dazu einen häufig zitierten Talk von Freeman Dyson anlässlich seines 90. Geburtstages:

Is a Graviton detectable?

Wohlgemerkt, dabei geht es um den Nachweis einzelner Gravitonen, nicht aber um die Detektion von Gravitationswellen wie mit LIGO, welche theoretisch riesige Mengen solcher Gravitonen sind.

Dyson kam jedenfalls zu dem Schluss, dass der Nachweis einzelner Gravitonen zwar grundsätzlich nicht ausgeschlossen ist, praktisch aber so gut wie unmöglich ist.

Jetzt gibt es aber eine neue Arbeit zu dieser Frage, die erheblich optimistischer ist:

Detecting single gravitons with quantum sensing

The quantization of gravity is widely believed to result in gravitons – particles of discrete energy that form gravitational waves. But their detection has so far been considered impossible. Here we show that signatures of single graviton exchange can be observed in laboratory experiments.

We show that stimulated and spontaneous single-graviton processes can become relevant for massive quantum acoustic resonators and that stimulated absorption can be resolved through continuous sensing of quantum jumps.

Our results show that single graviton signatures are within reach of experiments. In analogy to the discovery of the photo-electric effect for photons, such signatures can provide the first experimental clue of the quantization of gravity.

Den Autoren schwebt dazu ein massiver Detektor vor, etwa wie seinerzeit der Weber bar, welcher zur Unterdrückung von thermischem Untergrund auf tiefe Temperatur abgekühlt und quasi mit ultra-empfindlichen Mikrophonen auf akustische Anregungen belauscht wird.

New research suggests a way to capture physicists' most wanted particle - gravitons

Gruß, Peter
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Es gibt ja den Wellen-Teilchen-Dualismus in der Quantenphysik, nun könnte man doch intuitiv annehmen, dass das auch für die Gravitation gilt:
Gravitationswellen als Wellenphänomen und Gravitonen als ihre Quanten-Teilchen.

Der Artikel klingt spannend und optimistisch, besonders mit der Analogie zum photoelektrischen Effekt.

Aus meiner Perspektive, der Perspektive von RDCC, ist Gravitation jedoch eine globale Entität, eine reine Feldgeometrie, die wir irrtümlich als "Kraft" (Schwerkraft) interpretieren.

Relativ "real" betrachtet, handelt es sich um eine Verzerrung der Raumgeometrie selbst, wie in der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben. Ein klassisches Beispiel: Stell dir ein straff gespanntes Tuch vor, auf das du gerade Linien/Geodäten zeichnest. Legst du eine schwere Kugel darauf, entsteht eine Mulde, und die geraden Linien werden zur Kugel hin verzerrt, ohne dass "Teilchen" ausgetauscht werden.

Deshalb gehe ich persönlich nicht davon aus, dass Gravitonen existieren; Gravitation könnte einfach nicht quantisierbar sein, wie wir es uns vorstellen.

Aber ich weiß, dass ich nichts weiß, und schließe keine anderen Ideen aus.
 
Zuletzt bearbeitet:
Zitat von Michael RDCC:
Es gibt ja den Wellen-Teilchen-Dualismus in der Quantenphysik, nun könnte man doch intuitiv annehmen, dass das auch für die Gravitation gilt:
Gravitationswellen als Wellenphänomen und Gravitonen als ihre Quanten-Teilchen.

Der Artikel klingt spannend und optimistisch, besonders mit der Analogie zum photoelektrischen Effekt.

Aus meiner Perspektive, der Perspektive von RDCC, ist Gravitation jedoch eine globale Entität, eine reine Feldgeometrie, die wir irrtümlich als "Kraft" (Schwerkraft) interpretieren.

Relativ "real" betrachtet, handelt es sich um eine Verzerrung der Raumgeometrie selbst, wie in der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben. Ein klassisches Beispiel: Stell dir ein straff gespanntes Tuch vor, auf das du gerade Linien/Geodäten zeichnest. Legst du eine schwere Kugel darauf, entsteht eine Mulde, und die geraden Linien werden zur Kugel hin verzerrt, ohne dass "Teilchen" ausgetauscht werden.

Deshalb gehe ich persönlich nicht davon aus, dass Gravitonen existieren; Gravitation könnte einfach nicht quantisierbar sein, wie wir es uns vorstellen.

Aber ich weiß, dass ich nichts weiß, und schließe keine anderen Ideen aus.
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Hi,

Man kann mE 'Kraft' und Geometrie nicht nach dem 'Entweder oder'-Prinzip bewerten, schon gar nicht die Schwerkraft.

'Kraft' ist die Ursache, Geometrie ist die Wirkung / das Ergebnis.

Zusammenhängend wie 2 Seiten einer Medaille.

Wie stark Gravitation pro Raumeinheit wirken kann, sieht man am deutlichsten bei Neutronensternen und SL - da gibt es mE nichts sinnvoll in Frage zu stellen.

Wenn sich Geometrie ändert, dann passiert das nicht aus Jux und Tollerei, sondern es steht immer eine konkrete (physikslische) Ursache dahinter.
 
Zitat von Michael RDCC:
Gravitation könnte einfach nicht quantisierbar sein, wie wir es uns vorstellen.
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Das sehe ich auch so. Die ART definiert ja nicht nur die Raumzeit und wie Massen diese verformen, sondern sagt auch etwas über die Zeit selbst aus. Ich bezweifle auch, dass die Zeit selbst quantisiert ist.
Zitat von Michael RDCC:
Aber ich weiß, dass ich nichts weiß, und schließe keine anderen Ideen aus.
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Assentior. Jeder, der hier anderer Meinung ist, ist noch auf dem Weg zur Erkenntis.

Ich sehe Schleifenquantengravitation ähnlich kritisch wie Sabine Hossenfelder und Harald Lesch. Harald Lesch und Josef Gaßner haben da auch ein sehr schönes Video zu gemacht.

Too nice to be wrong ist aus meiner Sicht der falsche Ansatz. Wie sagt es Harald Lesch so schön: Jede Theorie muss sich vor dem Gerichtshof der Natur beweisen, also durch Beobachtung bestätigt werden.

Aber es bleibt spannend und ich lerne jeden Tag dazu.

Viele Grüße,

Günther
 
Hi,

da kommt wieder die 'Keule', dass Raum / Zeit nicht quantisiert sein soll, obwohl dies in den letzten Posts überhaupt kein Thema war.

Wesentlicher als die 'Quantenfrage" ist mE aktuell sowieso, die Rolle der Raumzeit im allgemeinen sowie im Zusammenhang mit Gravitation besser zu verstehen.

Diesbezüglich sehe ich noch viel Potential nach oben.
 
Zitat von kirk11:
da kommt wieder die 'Keule', dass Raum / Zeit nicht quantisiert sein soll ...
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Wieso Keule? Dass Zeit und Raum als wesentliche Grundlagen der SRT und ART nicht ohne weiteres quantisierbar sind, hatten wir ja schon mal ausgeführt. Du hattest ja selbst die folgende Frage gestellt:

Lässt es sich falsiifizieren, dass es Raumquanten (als kleinste Raumeinheit) gibt?

Und die Antwort auf diese Frage ist, dass so eine Quantisierung nicht lorentzinvariant sein kann, also mit den Prinzipien von SRT und ART in Konflikt steht.

Gruß, Peter
 
Hi,

das übergeordnete Thema in #64 + #65 war aber Gravitation - Kraft versus nur (Feld-)Geometrie.

Für ersteres (meine Einschätzung) - Kraft - benötigt es keinerlei Quanten.

Ich hätte eigentlich gedacht, dass es diesbezüglich gar keinen Diskussionsbedarf gibt, sondern dieser Punkt längst abgeklärt ist.
 
Zuletzt bearbeitet:
Video wegen fehlender Quellenangabe gelöscht. Bitte die die Regeln für Bilder und Videos beachten.

Wer kennt diese Art der Darstellung nicht!
Ich bin unsicher, aber tendiere zu der Annahme, a la Einstein, dass Gravitation nur eine Krümmung der Raumzeit-Geometrie ist.
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Da Einstein seit mehr als 100 Jahren mit der ART immer Recht hat, es etliche Experimente und Beobachtungen zur Bestätigung gibt, ist daran eher nicht zu zweifeln.

Gravitation hat eben kein Austauschteilchen für die Wechselwirkung, auch wenn es die anderen Kräfte haben.

Spannend bleibt natürlich die Natur der dunklen Materie. Ich finde es immer wieder frustrierend, dass man da bisher nicht weiterkommt, trotz der weitaus größeren Menge der dunklen Materie gegenüber der baryonischen Materie.

Mal sehen, ob ALPS am DESY neue Erkenntnisse bringen wird. Sollte es klappen, gibt es sicher den Nobelpreis.

Viele Grüße,

Günther
 
Zuletzt bearbeitet:
Wenn man die Gravitation als gewöhnliches Quantenfeld quantisiert, bekommt man fast zwangsläufig Gravitonen - ein sehr gutes Argument für Gravitonen. Aber Alternativen gibt es viele, zb. Emergente Gravitation (Erik Verlinde), holographische Gravitationsmodelle, thermodynamische Formulierungen (Ted Jacobson), Sakharov induced gravity, Causal Dynamical Triangulations, selbst die bekannte Schleifenquantengravitation kann ohne Gravitonen auskommen, ...also auch quantisierte Gravitation muss nicht zwingend Gravitonen erfordern. Alle Theorien haben noch viele Hürden vor sich.

Der "Natur" wird es ziemlich egal sein welches Modell nun jeder einzelne bevorzugt...
 
Meine alternative Vorstellung in Bezug auf Gravitation ist folgende, ohne dass ich darauf beharre, dass es richtig ist:

Gravitation ist reine Geometrie des Raums und keine klassische Kraft, sie entsteht durch die Krümmung der Raumzeit, ohne dass Gravitonen notwendig wären.

Theoretisch könnte man Gravitation und das, was wir als Dunkle Energie bezeichnen, als komplementär betrachten, wie Ordnung und Entordnung.

Gravitation bindet und strukturiert das Universum, während Dunkle Energie ausgleicht und Ungleichgewichte glättet.

Der Ursprung meines Denkens zu dieser aufgeführten Perspektive stammt jedoch nicht aus dem monistischen Gedankenkonstrukt des ΛCDM, sondern aus meinem RDCC.
 
Zitat von P_E_T_E_R:
Für die Existenz von Gravitonen gibt es bislang zwar keine experimentelle Evidenz, aber genau so wenig dagegen.

Immerhin spielt das Graviton bei der theoretischen Vereinheitlichung der Wechselwirkungen eine wesentliche Rolle.
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Ich stimme dir zu P_E_T_E_R

Ich arbeite ja weiterhin an meinem RDCC und habe mein Denken über die Existenz von Gravitonen neu überdacht und abgeändert!

Licht ist eindeutig quantifizierbar, ist das ein Indiz, dass auch Gravitation quantifizierbar ist? Ja, und zwar aus drei Gründen:

1.) Beide sind masslose, wellenartige Felder (Photonen: Spin‑1; Gravitonen: Spin‑2). Beide, sind CPT‑selbstkonjugiert, propagieren auf null‑Geodäten, haben unendliche Reichweite, tragen Information, existieren als *globale Entitäten. Das ist kein Zufall!

2.) Beide entstehen aus einer Eichsymmetrie (Photon: U(1) gauge symmetry; Graviton: Invarianz gegenüber diffeomorphen Abbildungen, eine Art "höhere" Eichsymmetrie). In der Quantenfeldtheorie gilt: Jede lineare Welle mit einer Eichsymmetrie hat ein Quant, ein Eichboson. Das ist ein gutes Argument.

3.) Die Struktur der Störungstheorie erzwingt ein Spin‑2‑Quant. Und in jeder bekannten QFT gilt: Ein lineares Feld mit Spin 2 hat ein Quant: das Graviton.

Warum wir Gravitonen noch nicht gesehen haben? Nicht, weil sie nicht existieren, sondern weil: Ihre Kopplung extrem schwach ist, ihre Energiequanten winzig sind, sie praktisch nicht detektierbar sind. Ein einzelnes Graviton zu messen ist wahrscheinlich unmöglich!

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Mein RDCC macht Gravitonen sogar wahrscheinlicher!
In RDCC:
- Photonen sind global, sektorblind, CPT-selbstkonjugiert
- Gravitationswellen sind global, sektorblind, CPT-selbstkonjugiert
Beide sind masslos, beide sind Informations‑Träger, beide sind insensitive(immun) gegenüber dem Zeitpfeil, beide existieren über Sektoren hinweg, sind also im RDCC globale Entitäten, globale Spieler!

Das ist eine extrem starke strukturelle Parallele. Wenn zwei Felder dieselben fundamentalen Eigenschaften teilen, dann ist es sehr plausibel, dass sie dieselbe quantenmechanische Natur haben.
Photonen <--> Gravitonen
elektromagnetische Wellen <--> Gravitationswellen
globaler CPT‑Zustand <--> globaler CPT‑Zustand
Quanten (Photonen) <--> Quanten (Gravitonen)
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In RDCC: Photonen sind global, Gravitationswellen sind global, der Bounce ist global, die CPT‑Symmetrie ist global, die Entropie ist global, (die Zeit ist jedoch sektoral!).
Das heißt: Alles, was global ist, ist ein Kandidat für Quantisierung. Und Gravitation ist global!!!
Ergo: Wenn Photonen existieren, dann ist es extrem plausibel, dass Gravitonen existieren. Die strukturelle Parallele ist zu stark, um Zufall zu sein.

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Anmerkung zum hier verwendeten Wort *(Global): In RDCC bedeutet "global" nicht einfach "überall im sichtbaren Universum", sondern "das gesamte Universum als ein einziger, zusammenhängender quantenmechanischer Zustand".
RDCC geht ja davon aus, dass es nur einen gemeinsamen Raum gibt, aber zwei entgegengesetzte thermodynamische Zeitpfeile.
Diese beiden Perspektiven bilden zwei Sektoren: Unseren Sektor (der für uns wie ein ΛCDM-Universum aussieht) & einen CPT‑konjugierten Spiegelsektor mit gegensätzlichen Zeitpfeil. "Global" meint also immer die Gesamtheit beider Sektoren zusammen, also den vollständigen CPT‑symmetrischen Zustand. Viele scheinbare Asymmetrien (z. B. die Baryonenasymmetrie) existieren nur in einem Sektor, sind aber global exakt ausgeglichen.
 
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