Magnetare - warum funktionieren die eigentlich? | Astronomie.de - Der Treffpunkt für Astronomie

Magnetare - warum funktionieren die eigentlich?

Okke_Dillen

Mitglied
Moin,

seit dem Genuß viiieeeler (aller?) Beiträge aus dem YT-Kanal des MPI namens "Urknall, Weltall, Leben", treibt mich eine Frage um - mehrere natürlich, aber eine gerade speziell: wo fließt eigentlich der Strom, der das Magnetfeld der Magnetare aufrecht erhält?

1. Sterne haben Magnetfelder. Alle. Herkunft: Wärmekonvektion.
2. Neutronensterne sind das Endprodukt von Sternen, deren Ausgangsmasse in einem bestimmten Bereich lag. Findet Konvektion in Neutronensternen statt? Wohl kaum. Dann gibts ja noch die max "Packungsdichte" à la "i!|i!|i!|i!". Also: nein!
3. Neutronensterne sind Objekte, deren Teilchen so sehr komprimiert sind, daß Elektronen vom Orbit um ihr Proton, in das Proton "hineingezwängt" werden. Protonen+Elektronen werden zu Neutronen. Der Entartungsdruck wird dank Gravitation überschritten.
4. es wird verkündet, daß die Magnetfelder zusammen mit der Materie des Sterns komprimiert werden und so deren Feldstärke (Feldliniendichte) sich um das Maß der Schrumpfung erhöht.

Magnetfeldlinien sind aber keine "freien Spaghettis", sondern das Ergebnis bewegter Ladungen. Immer. So wird es einem beigebracht und kann in beliebig vielen Experimenten demonstriert werden. Träger von Ladung sind Elektron und Proton. Jene sind aber zu einer Einheit verpresst und haben keine Aussicht auf Bewegungsfreiheit. (-->i!|i!|i!|i!)

Warum kollabiert das Magnetfeld dann nicht und welche Ladungsbewegung hält es aufrecht?
Und: welche Ladungen überhaupt, Neutronen sind doch neutral? Bewegung ist zwar da, reichlich sogar (zB M1: r=15km, n=300/s, Vu=3x 10^4 km/s=c/10 (!) ), der Drehimpuls bleibt ja erhalten. Ladung ist aber nicht da. Und nu? :oops:

Demnach wäre dann die Aussage, daß das Magnetfeld in verdichteter Form erhalten bleibt, falsch. Das impliziert nämlich, daß die Prozesse, die das Magnetfeld erzeugten, erhalten blieben und nur maßstäblich verkleinert werden. Tun sie aber nicht, sonst wäre der Stern ein Stern geblieben und nicht zum Neutronenstern kollabiert. Das Fusionsfeuer ist aus! Und mit ihm die Energiquelle für Konvektion. Welche Ladungen sind hier beteiligt? Diejenigen, die sich durch Neutronenwerdung aus der Affäre zogen, können es nicht sein, es sind jetzt Neutronen.... :oops:
Es wird berichtet, daß es eine Restschicht aus nicht zu Neutronen konvertierten Protonen von einigen Millimetern Dicke an der Oberfläche gäbe. Darunter gäbe es nur noch Neutronen. Eine Übergangszone gibt es wohl auch noch.
Ok, der Stromfluß, der also ein Magnetfeld aufrecht erhalten könnte, müßte in dieser dünnen Schicht stattfinden. Die erforderliche Stromstärke würde aber das Material in unvorstellbar kurzer Zeit verdampfen durch Überhitzung. Hitze ist gut, das trennt Proton und Elektron und man erhält ein Plasma, hurra freie Ladungen! Der NS rotiert sehr schnell und dann hat man sogar bewegte Ladungen. Neee oder?

Das sind mir zuviele Widersprüche. Das Gedankengebäude Magnetar bricht mir immer wieder zusammen, könnte mir da mal jemand eine "Stütze" reichen?

Danke und viele Grüße
Okke
 

konfokal

Mitglied
Hallo Okke,

Magnetfelder entstehen nicht nur durch bewegte Ladungen, sondern auch aufgrund des Magnetischen Moments von Elementarteilchen durch ihren Spin. Auch der Spin eines Neutrons verleiht ihm ein magnetisches Moment, es hat zwar keine Ladung, aber Quarks, und die eiern da rum...
NIcht nur YT gucken. Auch Wikipedia lesen: z.B. Magnetismus, Neutron, engl. neutron magnetic moment, erst dann Magnetar.... :)

Gruß,
Mathias

PS.: Bist Du E-Techniker?
 
Zuletzt bearbeitet:

Okke_Dillen

Mitglied
Hi Mathias,

danke für deine Antwort!
Oha, ist der Grund so trivial? :oops: Jetzt bin ich ja fast enttäuscht. Ok, das wäre ein "tragender Pfeiler" ;)
Das schaue ich mir mal noch näher an...
Ist das eine symptomatische Frage von E-Technikern? 🤣 Mit Neutronen haben wir's ja eher nicht so....
Gewissermaßen ja, genauer Feinwerktechniker, also ET mit Mechanik noch dazu ;)

Danke und viele Grüße,
Okke
 

etalon

Mitglied
Hallo Okke,

auch jede elektromagnetische Welle hat ein 90 Grad zu einem elektrischen Feld stehendes magnetisches Feld, und das ganz ohne Teilchen und/oder Ladung... :LOL:

Grüße Markus
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Hallo Okke,

die irrsinnig hohen Magnetfeldstärken von Neutronen-Sternen und Magnetaren geben noch viele Rätsel auf und sind wohl auch nicht hinreichend verstanden. Man erklärt sich das ja rein klassisch, indem man den Magnetfluss des Vorläufersterns beim Formationsprozess "einfriert", wobei dann - Simsalabim - die Feldstärke des drastisch geschrumpften Endproduktes entsprechend durch die Decke geht.

Das lässt aber viele fundamentale Fragen offen. Insbesondere, welche elementaren Ladungsträger und elektrischen Ströme erzeugen dann überhaupt noch das Magnetfeld? Nun könnte man naiv denken, dass Neutronen nach außen hin zwar neutral sind, sich in ihrem inneren Aufbau aber aus geladenen Quarks zusammensetzen und sogar ein magnetisches Moment besitzen, welches von ähnlicher Größenordnung wie das magnetische Moment vom Proton ist, allerdings mit entgegengesetztem Vorzeichen. Die Größe vom Kernmagneton liegt jedoch entsprechend dem Massenverhältnis von Elektronen und Nukleonen bei 1/1836 vom Bohrmagneton, welches das magnetische Moment von Elektronenorbits charakterisiert. Da wird es also schwierig, damit alleine die großen beobachteten Magnetfelder von Neutronensternen und Magnetaren zu erklären. Jedenfalls ist mir keine überzeugende Theorie bekannt. Der gegenwärtige Stand der Forschung wird ja in den bei Wikipedia aufgeführten Quellen genannt:

Origin and Evolution of Neutron Star Magnetic Fields

Magnetars - Soft Gamma Repeaters & Very Strong Magnetic Fields

Gruß, Peter
 
Zuletzt bearbeitet:

Okke_Dillen

Mitglied
Vielen Dank euch für die Antworten!! Da sind gleich mehrere Stützpfeiler dabei. (y)
die irrsinnig hohen Magnetfeldstärken von Neutronen-Sternen und Magnetaren geben noch viele Rätsel auf und sind wohl auch nicht hinreichend verstanden. Man erklärt sich das ja rein klassisch, indem man den Magnetfluss des Vorläufersterns beim Formationsprozess "einfriert", wobei dann - Simsalabim - die Feldstärke des drastisch geschrumpften Endproduktes entsprechend durch die Decke geht.
genau da war mein Problem
so geschehen... 😇
Neutronen nach außen hin zwar neutral sind, sich in ihrem inneren Aufbau aber aus geladenen Quarks zusammensetzen und sogar ein magnetisches Moment besitzen
was ich dank eurer Nachhilfe nun wieder aufm Schirm hab und das "Gebäude" stützt ("da war ja noch was" und inzw. schonmal das "große W" bemüht bzgl mag.Moment) - es hält schonmal - wackelt aber noch ;)
Ich knöpf mir mal die von Peter verlinkten Aufsätze vor und schau mal, wie weit ich dort folgen kann...

Viele Grüße,
Okke
 

Optikus

Mitglied
Hm...

ist schon eine leicht quere Vorstellung mit den Teilen, ich bin ja von Hause her Allgemeiner und Theoretischer Elektrotechniker, aber ich habe mir auf den Zettel geschrieben, die alten Skripte von der Uni mal wieder auszugraben, ich erinnere mich dass da was war und dass wir damit rumgerechnet haben... Aber das ruht tief in der Finsternis und braucht glaub ich mal wieder ne Lüftung... Zu dem was Peter schrieb gab es vor Jahren mal einen Zeitschriftenbeitrag, damals hat sich schon bei mir das Verständnis gekräuselt, ich habe die Aufsätze auch für einen der kommenden Abende auf dem Plan, spannend mal wieder in die Zeiten des Studiums zurück zu gehen, im Berufsleben ist mir das ganze Thema nie unter die Hände gekommen.

CS
Jörg
 

Okke_Dillen

Mitglied
Hehe, der Satz, Zitat "Naively, one might expect that such currents....." kommt mir grad bekannt vor 🤣
Bin grad by der Hälfte, geht eigentlich, die vielen Querverweise sind etwas "hürdig" beim lesen... da muß ich bestimmt nochmal durch. Aber sehr interessant, regelrecht spannend!
naja du hast sie wohl wenigstens noch! Meineiner ist da auf Gaßner und Kollegen angewiesen, bei dem ich mich aber gut aufgehoben fühle, zB die Reihe "von Aristoteles zur Stringtheorie" umfasst eigtl alles, was man wissen muß, auch zum konkreten Problem hier. Es ist gewissermaßen eine Übersicht über den Werkzeugkasten und den Verwendungszweck. Will man an einer bestimmten Stelle tiefer, muß man halt "tauchen"...

Ui! Peter liefert aber Stoff hier, Donnerwetter! Toll! Danke!!! (y)
Bin dann mal weiter"tauchen" - makukn wie tief ich komme und wann mir die Puste ausgeht... :oops:;)

Viele Grüße
Okke
 

Optikus

Mitglied
Na das wird keine langweilige Woche, bei dem "Futter" bring ich mir morgen mal ein Pack Underberg mit ;) ...

Aber wenn man reinliest ist das schon eine spannende Frage. Bin büchermäßig leider recht dünn aufgestellt, ich denke im Notfall muss der Bibliotheksschein benutzt werden. Uni haben wir ja hier um die Ecke.

CS
Jörg
 

Okke_Dillen

Mitglied
Das TexasUni Paper ist klasse, viel zu entdecken, der "Neutronenglibber" ist ja völlig abgefahrenes Zeug! und viel heterogener als ich geahnt hätte!! Der Knaller ist ja die Sache mit den sich erst entwickelnden Magnetfeldern und der irren Konvektion :oops: (es gibt sie also doch) Liest sich fast wie ein Roman :cool:
Danke Peter!
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Ich hänge diese aktuelle Nachricht mal hier an, da sie zu der von Okke aufgeworfenen Magnetar Thematik passt:

A bright millisecond-timescale radio burst from the direction of the Galactic magnetar SGR 1935+2154

Diese Beobachtung legt die Vermutung nahe, dass Magnetare zumindest teilweise auch für die mysteriösen Fast Radio Bursts (FRBs) verantwortlich sind. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die beiden Phänomene in engem Zusammenhang zu sehen und besser zu verstehen:

Milky Way Magnetar Makes Fast Radio Burst

Now, new observations suggest that magnetars may be responsible for at least some of the til-now mysterious FRBs, which currently number over 100.

A magnetar in our own galaxy, known as SGR 1935+2154, was already in fine form, dishing out multiple X-ray flashes as seen with the NICER instrument aboard the International Space Station, the Neil Gehrels Swift Observatory, and others. The magnetar had been discovered in 2014 and monitored since then.

But on April 28th, something happened, and the magnetar emitted a powerful radio burst. The Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) and the STARE2 radio array both observed the distinctive flash of radio waves. Nearly simultaneously, the magnetar burped out a short X-ray flash spotted with the Chinese Insight X-ray telescope.
The Chinese FAST radio dish later spotted another, much quieter burst on April 30th.


SGR19352154.jpg

Radio spectrum of the double-peaked fast radio burst coming from a magnetar within our own galaxy. Credit: P. Scholz et al. / Astronomer's Telegram
 
Zuletzt bearbeitet:

Okke_Dillen

Mitglied
Moin,

dank Peters Links (zwar noch nicht durch alles durch, aber genug, um mal ein bißchen Zwischenbilanz zu ziehen :)) ist mir inzwischen einiges erheblich klarer geworden, vor allem eins: ein Neutronenstern ist alles, nur kein fester, starrer Körper!! Es gibt Viskosität, erhebliche sogar, bisweilen superfluid und das öffnet natürlich Tür und Tor für allerlei Dynamik, die ich dann auch wieder in Einklang mit den Phänomenen bringen kann, juhu! :D

Aber eins will mir noch nicht so recht einleuchten: die magnetische Selbstverstärkung, die ab einer bestimmten Anfangsdrehzahl positiv verläuft, anstatt, wie man annehmen möchte, negativ! Zunächst jedenfalls. Die gemessenen Felstärken von Magnetaren sollen ja deutlich jenseits dessen liegen, was man sich aus den Ausgangswerten zusammenrechnen kann. Das reicht nicht, um diese zu erklären.
Der superfluidartige Charakter der Neutronen... "Suppe" im Innern soll Konvektionsströme sich zunehmend schnell umwälzen lassen, was dann auch feldverstärkend wirkt. Als Energiequelle dient der Wärmegradient von innen nach außen. Wow, superfluid ist .... krass! :oops:

Das wird alles noch viel verrückter, wenn es zu den verschiedenen Zustandsformen der Neutronensuppe kommt, wie geht DAS denn?? :oops: Naja, ich bin noch nicht mit allem durch, dauert bestimmt auch noch... aber paßt es bis hier mal so etwa?

Gruß
Okke
 

Optikus

Mitglied
Moin Okke,

das dürfte sich ähnlich verhalten wie die Levitation von Supraleitern, da die limitierende Widerstand fehlt dürfte durch die Materiebewegung ein Strom induziert werden, der letztlich nur noch durch Feldeffekte wie Verdrängung usw. limitiert wird, so dass die Selbstverstärkungseffekte durchaus vorstellbar sind. Wenn dann noch Superfluidität herrscht hast Du ja auch was die Strömung angeht so gut wie keine limitierenden Faktoren mehr, gemessen an "normaler" Materie... - Das krieg ich noch in die Birne, aber an anderen Teilen von Peters Futter knabbere ich noch ein bisschen. Ansonsten bin ich bei Deinen Schlüssen, so resümmiere ich das auch.

CS
Jörg
 

uwebus

Mitglied
seit dem Genuß viiieeeler (aller?) Beiträge aus dem YT-Kanal des MPI namens "Urknall, Weltall, Leben", treibt mich eine Frage um - mehrere natürlich, aber eine gerade speziell: wo fließt eigentlich der Strom, der das Magnetfeld der Magnetare aufrecht erhält?

Magnetar kenn ich nicht, aber einen Dauermagneten. Stell dir mal einen Oszillator vor (jedes Atom oszilliert). Nun hat jeder Körper ein zugehöriges Feld (die Physik spricht von einer bisher nicht erklärbaren von Körpern unabhängigen RaumZeit), ich behaupte, ein endlicher Körper hat ein zugehöriges endliches Feld.

Wenn jetzt ein Atom oszilliert, dann oszilliert auch das zugehörige Feld. Packt man jetzt Atome derart in Reihe, daß die Oszillationen gleich laufen, dann läuft um den Magneten herum eine Feldwelle wie eine Luftwelle um eine Lautsprechermembran. Und so wie die Membran ständig zwischen Überdruck und Unterdruck liegt, so unterliegt auch der Magnet einer wechselnden EM-Welle. Legt man zwei Magnete so zueienander, daß die Wellen gegenläufig auftreffen, dann stoßen sie sich ab, verbindet man die Magneten derartig, daß sich die Wellen um 180° versetzt treffen, dann ziehen sie sich an.

Man kann das Prinzip mit 2 Lautsprechermembranen mechanistisch nachvollziehen, Gleichtakt und Gegentakt.

Erhitzt man den Magneten, zerstört man die Ausrichtung der Atome/Moleküle, der Magnet verliert seine gerichtete Wirkung.

Das Problem, welches die Physik bis heute nicht gelöst hat ist, den Grund für die Oszillation eines Atoms erklären zu können. Das geht nämlich nicht mit der technisch undefinierten RaumZeit des Großmeisters Einstein, sondern erst mit der Modellierung endlicher Felder.

Aber das wird noch Generationen dauern, bis Physiker den WischiWaschiBegriff RaumZeit ad acta legen und das Zeugs, welches sich zwischen den Gestirnen befindet und unter dem Begriff Vakuum begraben liegt, technisch und berechenbar in ihre Theorien einbauen.
 

Optikus

Mitglied
Hallo Okke,

unterstellt man einen Supraleitungsmechanismus mit Selbstverstärkung und einem turbulenten Strömungsfeld dürfte der Skin-Effekt greifen und der Strom sich in einer Schicht außen auf der supraleitenden "Masse" bewegen. Diese Stromverdrängung ist feldgetrieben und hat nichts mit der Leitfähigkeitsverteilung zu tun. Man kann das auch in Hochfrequenzanwendungen beobachten, weswegen dabei benötigte Leistungsquerschnittte oftmals in feine Litzen mit gegeneinander isolierten Drähtchen ("HF-Litze") gebildet werden, damit die Leitung nicht überlastet wird. Bei konventionellen Leitern wird der Strom aus der Mitte verdrängt und die Ränder überhitzen, obwohl der vorhandene Gesamtquerschnitt ausreichen würde, entsprechend geht Leistung verloren. Das wäre bei einem supraleitenden Objekt zwar nicht der Fall, der Skin-Effekt müsste aber trotzdem greifen.

CS
Jörg
 

Optikus

Mitglied
Magnetar kenn ich nicht, aber einen Dauermagneten. Stell dir mal einen Oszillator vor (jedes Atom oszilliert). Nun hat jeder Körper ein zugehöriges Feld (die Physik spricht von einer bisher nicht erklärbaren von Körpern unabhängigen RaumZeit), ich behaupte, ein endlicher Körper hat ein zugehöriges endliches Feld.

Wenn jetzt ein Atom oszilliert, dann oszilliert auch das zugehörige Feld. Packt man jetzt Atome derart in Reihe, daß die Oszillationen gleich laufen, dann läuft um den Magneten herum eine Feldwelle wie eine Luftwelle um eine Lautsprechermembran. Und so wie die Membran ständig zwischen Überdruck und Unterdruck liegt, so unterliegt auch der Magnet einer wechselnden EM-Welle. Legt man zwei Magnete so zueienander, daß die Wellen gegenläufig auftreffen, dann stoßen sie sich ab, verbindet man die Magneten derartig, daß sich die Wellen um 180° versetzt treffen, dann ziehen sie sich an.

Man kann das Prinzip mit 2 Lautsprechermembranen mechanistisch nachvollziehen, Gleichtakt und Gegentakt.

Erhitzt man den Magneten, zerstört man die Ausrichtung der Atome/Moleküle, der Magnet verliert seine gerichtete Wirkung.

Das Problem, welches die Physik bis heute nicht gelöst hat ist, den Grund für die Oszillation eines Atoms erklären zu können. Das geht nämlich nicht mit der technisch undefinierten RaumZeit des Großmeisters Einstein, sondern erst mit der Modellierung endlicher Felder.

Aber das wird noch Generationen dauern, bis Physiker den WischiWaschiBegriff RaumZeit ad acta legen und das Zeugs, welches sich zwischen den Gestirnen befindet und unter dem Begriff Vakuum begraben liegt, technisch und berechenbar in ihre Theorien einbauen.


Setzen, sechs.

In Neutronensternen gibt es keine Atome mehr. Es ist nicht einmal unstrittig, ob dort noch wie in der konventionellen Vorstellung Neutronen dicht gepackt sitzen oder ob schon weiter verdichtete Materiezustände herrschen. Auch der Rest des Beitrags ist schlichtweg Mumpitz.

CS
Jörg
Diplomingenieur für Allgemeine und theoretische Elektrotechnik
 

uwebus

Mitglied
Setzen, sechs.

In Neutronensternen gibt es keine Atome mehr. Es ist nicht einmal unstrittig, ob dort noch wie in der konventionellen Vorstellung Neutronen dicht gepackt sitzen oder ob schon weiter ver und wenn ich recht haben solldichtete Materiezustände herrschen. Auch der Rest des Beitrags ist schlichtweg Mumpitz.

Optikus, auch Neutronensterne bestehen aus etwas und wenn ich recht haben sollte mit dem Monismus, dann gilt für die endlichen kleinsten Bauteile des Universums dasselbe Prinzip wie für alle Vielfachen.

Ihr habt ein generelles Problem in der Physik, ihr beschäftigt euch nicht mit der Frage, aus was das Universum besteht und nach welchem Prinzip es funktioniert. Physik bleibt bei der Materie in Form von "Körpern" stehen - schon beim Photon hört die technische Erklärung auf - und beschäftigt sich überhaupt nicht mit dem Drumrum, also dem Vakuum. Dummerweise aber hat das Vakuum nun mal ein vielfaches Volumen der beobachtbaren Materie, also wenn die Prämisse gilt "Volumen ist ein mathematisches Abstraktum einer physischen Entität", dann müßt ihr euch halt endlich mal mit der Entität RaumZeit oder Vakuum beschäftigen statt euch aufs Märchenerzählen zu beschränken.

Ich stell dir mal ein paar Kinderfragen:

1) Warum fällt ein Apfel vom Baum?
2) Warum bewegt sich die Welt?
3) Aus was besteht das Vakuum?
4) Welche Funktion erfüllt das Vakuum?
5) Wie und aus was entsteht ein EM-Feld?
6) Was ist Materie?
7) Wie funktioniert Materie?
8) Aus was besteht Materie?

Jetzt kannst du ja mal in deinen Physikbüchern suchen, ob du einem Kind eine dieser Fragen beantworten kannst. Ich meine nicht.

Wenn mir ein Obstbauer versucht einen Apfel zu erklären, aber den Baum dabei unterschlägt, dann hilft mir das nicht weiter. Und wenn mir ein Physiker meint die Welt anhand von Teilchen erklären zu können und volumenmäßig betrachtet den Hauptteil des Universum mit einer Märchenkonstruktion RaumZeit/Vakuum abwimmelt, dann hilft das mir auch nicht weiter.

RaumZeit klingt für mich wie Rumpelstilzchen, ist ein Märchenbegriff. Jetzt stell dir vor, die Gebrüder Grimm hätten Rumpelstilzchen noch beschleunigt dicker werden lassen, dann bist du beim evolutionär expandieren Raum/Zeit-Märchen, und dieses Märchen hat z. Zt. zumindest eine begeisterte Leserschaft. Mich allerdings nicht, ich bin aus dem Märchenalter raus. Solange sich Physiker darum drücken, die o.a. Fragen auf eine technisch und mathematisch nachvollziehbare Art und Weise zu beantworten, solange gehören sie für mich in die Welt der Gebrüder Grimm.
 

Okke_Dillen

Mitglied
Hi Jörg,

ja schon, Skin-Effekt kenn ich, aber tritt der nicht nur bei Hochfrequenz auf, also Wechselstrom und großen Gradienten? Die Felder, um die es beim Magnetar geht, sind ja keine Wechselfelder, soweit ich es verstehe. Sie wackeln und rotieren zwar (zwangsläufig), wechseln aber nicht mal eben das Vorzeichen und schon gar nicht periodisch.
"Turbulent" sehe ich nicht, zumindest nicht wesentlich, sonst würde ich keine Feldausprägung eines Magnetfeldes außerhalb des Ortes des Geschehens erwarten, was wir aber beobachten. Antrieb für das neutrale Superfluid "Neutronium" soll ja die Konvektion sein, also schon ein gerichteter Transport von Energie. Klar dürfte es hier zu Turbulenzen kommen, aber nur als "Sideshow" und zumindest muß die Haupttransportrichtung dominant sein: von innen nach außen.

Eigentlich ist alles da, damit ich mir einen Reim darauf machen kann. Mit einer Ausnahme. Mir fehlt die verflixte Ladung, die transportiert wird. Unser Superfluid besteht ja aus Neutronen und nicht aus Elektronen oder Protonen. Dann hätten wir eine Ladung, die bewegt wird.
Oder sind Neutronen gar nicht so neutral, wie sie nach außen hin tun? Daß sie womöglich eine Art Dipol darstellen? Das Wesen des Neutrons ist ja nicht die Abwesenheit von Ladung, sondern die Anwesenheit von beiden (betraglich gleichen) Ladungen.
Was ich mir vllt vorstellen könnte, wäre, daß freie Ladungen zwischendrin in der superfluiden Neutronensuppe "eingekeilt" sind und mitgerissen werden. Wie es unter diesen Umständen zu Cooper-Paarbildung kommen soll für eine Supraleitung, fehlt mir aber die "Gehhilfe". Auch, wo kommen die freien Ladungen her und müßten sich nicht diejenigen (Protonen), denen das Elektron geklaut wurde, irgendwo befinden? Klar, an der Oberfläche, er besteht ja nicht zu 100% aus Neutronen, je tiefer, je reiner. Aber an der Oberfläche ist es lediglich heiß und entartet, nicht neutral. Klingt nach guten Voraussetzungen für eine gehobene "Ausflugsstimmung" von Ladungen. Wenn ein kalter Metallkamm einem kalten Gummiband Elektronen entwenden kann, dann ist Neutronium bestimmt noch zu ganz anderen "Kunststücken" in der Lage.
Dann kommen diese irrwitzigen - tja wie nennt man das? Aggregatzustände? - von Neutronium hinzu. Das gibt es wohl in granulöser Form, ein bißl wie Blutkörperchen, eher im Außenbereich der N-Suppe anzutreffen, darunter eine schieferartige Plattenstruktur und darunter eine röhrenartige Form ähnlich Macaroni ( :oops:), wobei die Macaroni radial angeordnet sein wollen. Erst darunter soll dann ein "See" aus superfluidem Neutronium liegen. Die hat man natürlich weder gesehen noch fotografiert, aber aus theoretischen Erwägungen läßt sich das wohl ableiten und scheint auch nicht auf großen Dissens zu stoßen.

Auch ich kann Peters verlinktes Material nur häppchenweise zu mir nehmen und hinke infolge ein wenig hinterher, da werde ich auch bestimmt hin und wieder auf die Nase fallen und wieder aufstehen müssen.... nunja, so isses halt, kommt Zeit, kommt Bart... ;)

Viele Grüße,
Okke
 

holger_merlitz

Mitglied
"Solange sich Physiker darum drücken, die o.a. Fragen auf eine technisch und mathematisch nachvollziehbare Art und Weise zu beantworten, solange gehören sie für mich in die Welt der Gebrüder Grimm."

Liebe Uwe,

warum habe ich das Gefühl, dass Du es bist, der sich darum drückt, die Antworten auf die o.a. Fragen technisch und mathematisch nachzuvollziehen? Vielleicht deshalb, weil es einfacher ist, Märchenbücher zu lesen?

Ein Physikstudium dauert leider seine Zeit, es würde Dich aber dazu befähigen, sich mit diesen Themen zu beschäftigen. Was das Vakuum anbetrifft: Die Quantenfeldtheorie beschäftigt sich hauptsächlich mit den Eigenschaften des Vakuums, hier muss man ansetzen, wenn man sich um ein Verständnis bemüht. Vakuumfluktuationen lassen sich in jedem Labor messen (Casimir Effekt), sie bestimmen nachvollziehbar die spektroskopischen Eigenschaften der Atome (z.B. Lamb-Verschiebung) und gehören daher in jedes Lehrbuch der Physik, nicht in Grimms Märchenbuch.

Viele Grüße,
Holger
 

Optikus

Mitglied
Hallo Okke,

nei
Hi Jörg,

ja schon, Skin-Effekt kenn ich, aber tritt der nicht nur bei Hochfrequenz auf, also Wechselstrom und großen Gradienten? Die Felder, um die es beim Magnetar geht, sind ja keine Wechselfelder, soweit ich es verstehe. Sie wackeln und rotieren zwar (zwangsläufig), wechseln aber nicht mal eben das Vorzeichen und schon gar nicht periodisch.
"Turbulent" sehe ich nicht, zumindest nicht wesentlich, sonst würde ich keine Feldausprägung eines Magnetfeldes außerhalb des Ortes des Geschehens erwarten, was wir aber beobachten. Antrieb für das neutrale Superfluid "Neutronium" soll ja die Konvektion sein, also schon ein gerichteter Transport von Energie. Klar dürfte es hier zu Turbulenzen kommen, aber nur als "Sideshow" und zumindest muß die Haupttransportrichtung dominant sein: von innen nach außen.

Eigentlich ist alles da, damit ich mir einen Reim darauf machen kann. Mit einer Ausnahme. Mir fehlt die verflixte Ladung, die transportiert wird. Unser Superfluid besteht ja aus Neutronen und nicht aus Elektronen oder Protonen. Dann hätten wir eine Ladung, die bewegt wird.
Oder sind Neutronen gar nicht so neutral, wie sie nach außen hin tun? Daß sie womöglich eine Art Dipol darstellen? Das Wesen des Neutrons ist ja nicht die Abwesenheit von Ladung, sondern die Anwesenheit von beiden (betraglich gleichen) Ladungen.
Was ich mir vllt vorstellen könnte, wäre, daß freie Ladungen zwischendrin in der superfluiden Neutronensuppe "eingekeilt" sind und mitgerissen werden. Wie es unter diesen Umständen zu Cooper-Paarbildung kommen soll für eine Supraleitung, fehlt mir aber die "Gehhilfe". Auch, wo kommen die freien Ladungen her und müßten sich nicht diejenigen (Protonen), denen das Elektron geklaut wurde, irgendwo befinden? Klar, an der Oberfläche, er besteht ja nicht zu 100% aus Neutronen, je tiefer, je reiner. Aber an der Oberfläche ist es lediglich heiß und entartet, nicht neutral. Klingt nach guten Voraussetzungen für eine gehobene "Ausflugsstimmung" von Ladungen. Wenn ein kalter Metallkamm einem kalten Gummiband Elektronen entwenden kann, dann ist Neutronium bestimmt noch zu ganz anderen "Kunststücken" in der Lage.
Dann kommen diese irrwitzigen - tja wie nennt man das? Aggregatzustände? - von Neutronium hinzu. Das gibt es wohl in granulöser Form, ein bißl wie Blutkörperchen, eher im Außenbereich der N-Suppe anzutreffen, darunter eine schieferartige Plattenstruktur und darunter eine röhrenartige Form ähnlich Macaroni ( :oops:), wobei die Macaroni radial angeordnet sein wollen. Erst darunter soll dann ein "See" aus superfluidem Neutronium liegen. Die hat man natürlich weder gesehen noch fotografiert, aber aus theoretischen Erwägungen läßt sich das wohl ableiten und scheint auch nicht auf großen Dissens zu stoßen.

Auch ich kann Peters verlinktes Material nur häppchenweise zu mir nehmen und hinke infolge ein wenig hinterher, da werde ich auch bestimmt hin und wieder auf die Nase fallen und wieder aufstehen müssen.... nunja, so isses halt, kommt Zeit, kommt Bart... ;)

Viele Grüße,
Okke

Hallo Okke,

nicht wirklich - bei hohen Flussdichten... Also entweder sehr viel Strom bei kleinen Frequenzen oder wenig Strom bei sehr hohen. Und wenn Du das Feld als Ortsfunktion begreifst ist jede veränderung Induktionsstiftend, das muss ja kein Wechselstrom im technischen Sinne sein. Wenn die konvektierende Suppe blubbert und rumströmt reicht das ja auch, siehe Eisenkern Erde. Da sitz ja auch nicht Kevin-Sven mit der Riesenkurbel und dreht an nem Permanentmagneten sondern das ist ja auch eine Mischung aus einem Eisenkern in Gott weis was von nem Aggregatzustand der da rumblubbert - und das erzeugt ja sogar ein recht hübsch homogenes Magnetfelt. Zwar in immens viel kleinerem Maßstab aber ansonsten sehe ich das schon als Analogon. Die exotische Materie in einem Magnetar (oder in jedem Neutronenstern, dazu liest man ja immer wieder was) wäre dann nur durch die Supraleitung ein viel besserer Träger, da der Widerstand fehlt und damit alles in enorme Größenordnungen steigen kann. Die "Suppe" aus der das ganze besteht und von der man ja auch nur mehr oder weniger mutmaßt aus was sie besteht, wird sich durch die Konvektion vermischen, das heißt es wird Material aus verschiedenen Tiefen durchmischt, wird dabei auf Grund der verschiedenen Druckverhältnisse möglicherweise dabei auch seinen Zustand ändern. Insofern kann das schon so sein wie Du schreibst. - Wie gesagt, ich wurstele mich da auch langsam durch, da das harte Kost ist und versuche mir vereinfachte Bilder zu machen, mit denen mein leider noch in den Limitierungen der Körperlichkeit gefangene Ingienieursgeist VOR dem Erreichen der völligen Vergeistigung umgehen kann. :beobachten: Wenn ich da ankomme, geht es für mich nachvollziehbarer weiter:

Du erlebst Skin-Effekt schon bei Netzfrequenz (50Hz) in großen elektrischen Maschinen die mit Stromrichtern betrieben werden. Das muss also nicht notwendigerweise im Hoch- und Höchstfrequenzbereich sein. Und die Stromstärken in so ner Wunderkugel werden schon recht groß sein denke ich. Ich kämpfe mich da auch noch durch Peters Links, aber was ich verstanden habe ich, dass sich die innere Struktur so verändert, dass Supraleitung eintritt, das wäre dann für mich der nachvollziehbare Grund für die immensen Magnetfelder da durch die schnelle Rotation schon minimalste Materieinhomogenitäten (s.o.) zu el. Strömen führen könnten die dann eine Selbsterregung des "Dynamos" bewirken würden (klass. dynamoelektrischer Effekt), da kein el. Widerstand der Stromausbreitung entgegenstünde. Letztlich würde der Selbstverstärkungseffekt erst durch die feldgebundenen limitierenden Faktoren aufgehalten, und da fällt mir nur der Skin-Effekt ein. Das wird zwar nicht wie der klassische Uni-Fall aus der HF-Technik aussehen, da kommen sicher noch andere Faktoren mit ins Spiel, ich denke aber am Prinzip wird sich nichts ändern. Die fast schon spannende Frage die sich aus der Überlegung ergibt - Ist das INNERE eines Magnetars dann feldfrei? Quasi wie im Hohlleiter?

CS
Jörg
 
Zuletzt bearbeitet:

Okke_Dillen

Mitglied
wäre dann nur durch die Supraleitung ein viel besserer Träger, da der Widerstand fehlt und damit alles in enorme Größenordnungen steigen kann.
jo, das ist es ja, es wird Supraleitung benötigt, um überhaupt in solche Größenordnungen vorzudringen :oops:
Angesichts solcher - zumindest vermeintlichen - Eigenschaften ist der Ausdruck "Wunderkugel" echt berechtigt. Da werd ich noch ne Weile dran kauen.... macht aber nix, schmeckt gut! ;)

Gruß
Okke
 

Optikus

Mitglied
Moin,

na ja, wenn die Materie aus der "Struktur" fällt und dissoziiert wäre ja auch der Schritt zur Supraleitung relativ kurz, die Elektronen sind nicht mehr an ihre Kerne gebunden, die Kerne zerfallen ja auch, schwirren dann als Elektronensuppe da rum und rennen jedem Dipolmoment eines Neutrons nach dass sein kurzes Röckchen hebt... Dann hast Du mehr Strom als Du brauchst... Mal in Ruhrprosa ausgedrückt. Nach meinem Verständnis verschwinden die Elektronen ja nicht aus der Suppe - nur die Atomstruktur mit Protonen und Neutronen überlebt die DIchte nicht. Sonst müsste man ja einen Massenverlust haben, die Elektronen sind ja nicht massefrei - und wieso die sich dann in vorauseilendem Gehorsam davonmachen sollten fällt mir bei alle dem was ich gelesen habe nicht ein. Weil wenn die erstmal in der Gravitationsfalle sitzen sind sie ja dort festgenagelt - und zur Durchführung des el. Stroms werden sie ja auch gebraucht. Nix Elektronen, nix Strom, nix Magnetfeld...

(Nachklapp zu vorhin) Wenn Du mal über Meißner-Ochsenfeld-Effekt nachliest findest Du den Hinweis, dass Supraleiter im inneren feldfrei seien. Daher kam keine Idee dass das eine Parallele zum Skin-Effekt wäre.

CS
Jörg
 

Optikus

Mitglied
Moin,

um noch zu ergänzen:

Die Feldverdrängung aus dem Inneren ist für mich auch ein tragender Effekt der extremen Magnetfelder außen. Die "Leistung" die insgesamt in den Magnetfeldern steckt ist ja nicht abhängig davon wo das Feld liegt, sondern von dem sie erzeugenden magnetischen Fluss. Und wenn dieser letztlich nach außen auf die Oberflöche verdrängt wird und das Feld aus dem Inneren habe ich dieses extreme Feld außen. Die Feldverdrängung macht ja auch diese "Levitationsexperimente" möglich, wo ein Magnet über einen Supraleiter schwebt. Das ist im mikroskopischen Maßstab ja quasi das gleiche.

CS
Jörg
 

Okke_Dillen

Mitglied
Ja schon, aber jedesmal, wenn ein Elektron einem Neutron entfleucht, wird ja auch noch ein Antielektronneutrino abgegeben
Nix Elektronen, nix Strom, nix Magnetfeld...
Dieser Spruch steht bei mir auch innen in die Schädeldecke gemeißelt.
Der mit dem magnetischen Dipolmoment des Neutrons muß da noch drunter. Da hing bisher nur'n Zettel, der auch mal abfällt.... 🤣


Wenn Du mal über Meißner-Ochsenfeld-Effekt nachliest findest Du den Hinweis, dass Supraleiter im inneren feldfrei seien
Guck ich mal, aber: ein Supraleiter kann gar nicht feldfrei sein im Innern, denn wie will ein bewegtes Magnetfeld darin eine Ladungsverschiebung bewirken, das dadurch wieder das Gegenfeld zum Erregerfeld erzeugt. Das Feld darf meinetwegen beliebig verschränkt und komplex sein, aber nicht abwesend.
Ok, ein E-Feld erwarte ich darin natürlich nicht. Vrmtl meinst du ein E-Feld.

Grüße
Okke
 

Optikus

Mitglied
Moin,

weil es sich darumherum ausprägt. Im Inneren hast Du trotzdem die verschiedenen Ladungen, nur dass sie in dem Medium kein Feld aufspannen können - frag mich nicht warum, vor einigen Jahren hätte ich Dir das vermutlich in den Skripten nachschlagen können, wir haben sowas, daran kann ich mich dunkel erinnern, berechnet. Das Feld geht aber nicht "verloren", es wird nach draußen verdrängt. Das ist wichtig, es geht dabei nichts "verloren".

Für das Elektron und das Antielektronneutrino hab ich auch noch eine Ruhrprosa, eins geht Aldi eins Lidl, schon hast Du eine Potenzialdifferenz... Das ist ja alles ein Verteilungsproblem. Wenn die Stochastik der Teilchen durch die Konvektion durcheinandergemischt wird dürften Ungleichmäßigkeiten entstehen, damit wäre die Maschine angestoßen.

CS
Jörg
 
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