Station of Extreme Light

Physikalische Grundlagen, Information und Fragen zu Lasern.

Moderator: ekkard

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Sheep
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Station of Extreme Light

Beitrag von Sheep » Mo 04 Mär, 2019 3:30 pm

Habe ich gerade im Netz entdeckt :shock:
https://iq.intel.de/100-petawatt-super- ... umwandeln/

Klingt sehr interessant... auch wenn die Vorstellung Materie aus dem Nichts zu erschaffen meine Vorstellungskraft noch leicht übersteigt :roll:
Aber wir haben hier im Forum ein paar Physiker die mir das evtl. etwas genauer erklären können :wink:

Gruss Sheep
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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von R3N3 » Mo 04 Mär, 2019 5:37 pm

Hui. :shock: In welchen Wellenlängen die da wohl spielen würde mich auch mal interessieren.

Edit: Ah. Um die 800nm. (Link zu einem PDF einer Präsentation der CERN-Homepage)

LG, Rainer

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von VDX » Mo 04 Mär, 2019 5:43 pm

... hier geht's vermutlich um Störung der "Vakuum-Fluktuation" ("Nullpunkt-Energie", in SF-Filmen die Energiebasis von "Zero-Point-Devices") bzw. Erzeugung eines Plasmablitzes, der beim "Abkühlen" Elektronen und Positronen erzeugt - das ist nicht wirklich "Materie aus dem Nichts erzeugen", sondern nur Umwandlung einer Schwingungsform (Hochenergie-Photonen) in eine andere (Elektronen und Positronen).

Im "Kleinen" geht das auch mit weniger Energie - wenn ein Photon mit der richtigen Energie und Wellenlänge gaaanz nahe an einem Atomkern vorbeikommt, "zerlegt" es das auch schonmal in ein Elektron und ein Positron (siehe "Paar-Bildung" oder "-Entstehung") -- wenn ein Elektron und ein Positron sich treffen, dann "zerstrahlen" sie wieder zu einem Photon ... also eigentlich nur kurz mal "hinundhergewechselt" :freak:

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von R3N3 » Mo 04 Mär, 2019 7:49 pm

Viktor, warst Du nicht der, der das Schwarze Loch beim Gravieren erzeugt hat? :lol:

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von VDX » Mo 04 Mär, 2019 10:36 pm

... pssst! - wenn die Chinesen rauskriegen, wie ich das gemacht habe, dann klauen sie mir diese geniale Idee auch noch! :freak:

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von VDX » Mo 04 Mär, 2019 10:51 pm

... übrigens -- zu dem "... also eigentlich nur kurz mal hinundhergewechselt" zwischen Gamma-Quanten und e+/e-

Damit habe ich einem unserer Assistenten an der Uni wohl einen ziemlichen "Denkanstoß" gegeben, als ich das so interpretiert habe, daß damit Zeitreisen möglich wären, wenn man ein Positron (e+) als "zeitlich rückläufiges Elektron" annimt!! - mit:

- Gamma-Quant(1) -> Elektron(1)/Positron(1) -> Positron(1)+Elektron(2) -> Gamma-Quant(2) -> Elektron(3)/Positron(3) ...

Ergibt sich eine "Ereignishorizont-Kette", bei der es nur ein eiziges Elementarteilchen gibt, das nur jeweils zwischen zwei Zuständen wechselt, aber praktisch ohne Zeitverlust (bzw. mal in +Zeit als Elektron, mal in -Zeit als Positron) vom ersten Ereignis (1) sich bis zum Ereignis (3) im Zickzack "durchhangelt" ... das Positron(3) war vorher Elektron(2) und davor Positron(1) und davor Elektron(1) !!!

Der Assistent hat einige Zeit gebraucht, sich da reinzudenken ... nach 2 Wochen hat er mich dann aber beim Prof für ein Stipendium vorgeschlagen!! -- habe ich wegen zu schlechter Abitur-Noten (hätte nahe bei 1 sein müssen, ich hatte nur 2) dann aber doch abgelehnt :freak:

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von adminoli » Di 05 Mär, 2019 12:39 pm

Sheep hat geschrieben:
Mo 04 Mär, 2019 3:30 pm
... auch wenn die Vorstellung Materie aus dem Nichts zu erschaffen meine Vorstellungskraft noch leicht übersteigt :roll:
Da fehlt dir das "Polen-Gen"! :mrgreen:

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von Sheep » Di 05 Mär, 2019 4:26 pm

Danke Viktor für deine Erklärung!
Genau so wird es sein... auch wenn das für mich immer noch schwer vorstellbar ist :)

Ich habe auch noch den nachfolgenden, etwas älteren Bericht zu dem Thema gefunden in dem das auch sehr schön erklärt wird.
Wie man mit elektrischen Feldern aus Vakuum Materie erschaffen kann
10. November 2011, 21:02

Wie genau dieser quantenphysikalische Vorgang abläuft, haben nun Grazer und deutsche Physiker berechnet

Wien/Graz - Es klingt wie pure Zauberei und doch ist es "nur" Quantenphysik: Während in der klassischen Physik ein Vakuum im Grundzustand frei von aller Materie, Energie und allen Feldern ist, lässt sich dort nach den Regeln der Quantenwelt mit der entsprechenden Investition von Energie Materie "erschaffen". Das liegt daran, dass nach der Quantenphysik ein Vakuum einem komplexen Zustand mit fluktuierenden Quantenfeldern entspricht - also alles andere als Nichts ist.

Legt man an ein solches Quantenvakuum ein extrem starkes elektrisches Feld, kommt es zu einem spontanen Zerfall des Vakuums in Paare von Materie- und Antimaterie-Teilchen. Wie genau dieser Vorgang abläuft, haben nun Grazer und deutsche Physiker berechnet und ihre Arbeit im Fachblatt "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Die ersten theoretischen Überlegungen zum spontanen Zerfall des Vakuums hat bereits 1931 der österreichische Physiker Fritz Sauter angestellt. Doch erst der US-Physiker Julian Schwinger fand in den 50er Jahren "eine elegante Ableitung, wie stark sich das Vakuum wehrt, zu zerfallen", wie Reinhard Alkofer vom Institut für Physik der Universität Graz betonte. Er hat mit seinem Dissertanten Florian Hebenstreit und mit Holger Gies von der Universität Jena die Arbeit durchgeführt.

Vakuum aus dem Gleichgewicht

Grundsätzlich ist ein Quantenvakuum im energetisch niedrigsten Zustand und kann mangels Energie nicht zerfallen - es ist im Gleichgewicht. Erst wenn Energie von Außen, etwa in Form eines elektrischen Felds, zugeführt wird, gelingt es, das Vakuum aus dem Gleichgewicht zu bringen.

Doch das ist gar nicht so einfach: Notwendig ist ein elektrisches Feld in der Größenordnung von Trillionen (also zehn hoch 18) Volt pro Meter - weshalb das ganze "lange als völlig akademisches Problem betrachtet wurde", so Alkofer. Denn selbst extrem starke Blitze erreichen maximal eine Feldstärke von 200.000 Volt pro Meter, "das ist gerade einmal der Billionste Teil der Feldstärke in unseren Rechnungen", betonen die Physiker.

Materie aus dem Nichts in wenigen Jahren?

Doch mit zwei geplanten Großforschungseinrichtungen, dem Röntgenlaser XFEL in Hamburg und der Extreme Light Infrastructure in Tschechien, die beide 2015 in Betrieb gehen sollen, sollte dieser Wert in greifbare Nähe rücken. "Mit diesen Hochleistungslasern wird man in einigen Jahren auf kleinstem Raum für kurze Zeit diese Feldstärke erreichen", so Alkofer.

Dann sollten Experimente möglich sein, in denen spontan aus dem Nichts Materie- und Antimaterie-Teilchen entstehen, konkret Elektronen und Positronen. Was genau wann und wo im Vakuum passiert, konnte Hebenstreit in seiner Dissertation nun erstmals berechnen. Zudem fand der Physiker ein völlig unerwartetes Verhalten der Materie- und Antimaterie-Teilchen, "das uns erlauben sollte, sie viel leichter zu detektieren", so Hebenstreit.
Gruss Sheep
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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von VDX » Di 05 Mär, 2019 8:52 pm

... ach ... wenn man sich das "auf die richtige Art und Weise" vorstellt, ist das gar nicht mehr so schwierig :freak:

Im Prinzip gibt es sowas wie "feste Materie" überhaupt nicht - es sind alles nur Resonanzmodi mit einer "Ich bin hier"-Definition ;)

Interessant wird das erst, wenn dieser "JETZT bin ich hier"-Zustand sich mit einem "Zeit-Quant" (=ZQ) als "Wahrscheinlichkeitswelle" (=WW) über ein "Raum-Quant" (=RQ) ausbreitet -- und im nächsten ZQ von der Schale der WW bzw. von jedem RQ der WW-Schale aus, weitere WW-Wellen ausgehen, die im wiederum nächsten ZQ "nach Innen" zum ursprünglichen "Teilchen" rekondensieren, nach Außen sich aber eine immer größere werdende WW-Front mit der Information "das Teilchen war mal da" (bzw. zum Zeitpunkt ZQ=0 am ursprünglichen Ort) ausbreitet.

Wenn sich das "Teilchen" (bzw. der Ursprung dieser Wechsel-Welle) in der Zwischenzeit beschleunigt bewegt hat, wird das etwas komplexer und es gibt eine "Verzerrung", die wir als "Trägheitsmoment" wahrnehmen können.

Aber ansonsten ist das Alles nur "Hinundherschwingerei" mit etwas "Quantisiererei" ... also ein ziemlicher "Brane-Brei" (was für Insider) 8)

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von Death » Mi 06 Mär, 2019 5:31 am

Wenn ich hier mal J.Gaßner Teilzitieren darf :D

Wenn man alles bis ans Ende zerlegt bleibt am Ende nur noch Bewegungsenergie ( Spin ) und ein überall vorhandenes Higgsfeld. Das war die Lösung für das HardCoreWall - Problem. Sprich, man kann Energie bis auf einen beliebigen Punkt verdichten.

Halt ein Teil der Urknall Theorie


Alles schwer interessant :D
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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von VDX » Mi 06 Mär, 2019 9:16 am

... schaumema, ob/wie sie die Energiedichte übers "Chirpen" von EM-Wellen (Laser, Maser oder Materie-Wellen) weiter "komprimieren" können ... wenn ein z.B. 10cm langes Wellenpaket auf eine einzige "Wellenlänge" zusammengestaucht wird, kann die Gesamtenergie auch entsprechend aufaddiert werden.

Ob das sich dann als "bewegtes Schwarzes Loch" oder Nullpunkt-Fluktuation äußert, wäre doch mal eine interessante Frage ... dem Gefühl nach könnte das in Richtung "Mini-Urknall" bzw. Ausstülpung einer neuen Brane (sprich "Taschen-Universum") gehen :freak:

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von ulihuber » Fr 08 Mär, 2019 6:35 am

Na ja, an Zeitreisen glaube ich eher nicht und es gibt billigere Methoden einzelne Elementarteilchen zu erzeugen.
Obwohl - im Filter meines Beschrifters sammelt sich auch dauernd Materie....ob die vielleicht durch den Laser entstanden ist ? :shock:

Uli

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Re: Station of Extreme Light

Beitrag von VDX » Fr 08 Mär, 2019 9:11 am

Hi Uli,

... wenn du mal Langeweile hast, dann besorge dir ein paar Gramm schwarze Mikro-Steinkugeln und geh' mit dem Fokus vom CW-Faserlaser durch das Zeugs durch - die kleinen Stein-Kügelchen verdampfen und aus dem Dampf "rekondensieren" perfekte viel kleinere Kügelchen!

Aus meinen 200 Mikrometer großen tief schwarzen Mineral-Minispheres wurden so grünliche bis durchsichtige Mikro- bis Nano-spheres - je größer (die größten etwa 50 Mikrometer), umso mehr "Grün" ... je kleiner (deutlich unter 1 Mikrometer!!), umso mehr durchsichtig ... wer weiß, wie klein/elementar die werden, wenn das mal genauer/feiner untersucht wird :freak:

Viktor
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