Lesermeinung - Spektrum der Wissenschaft

Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
  • Ausbreitung von Plasmonen

    01.10.2013, Wladimir Moissejewitsch Korsunski, Kiew
    Am Anfang des Artikels befindet sich eine Abbildung über die Ausbreitung von Plasmonen auf einer Metalloberfläche. Diese Abbildung widerspricht dem Satz von der Erhaltung des mechanischen Impulses. Die durch das Lichtbündel angeregten Plasmonen erhalten einen Impuls, der ebenso gerichtet ist wie der Impuls der Photonen. Deswegen können sich die Plasmonen nicht nach allen Seiten gleichmäßig ausbreiten, wie auf der Abbildung dargestellt. Sie breiten sich nur nach einer Seite aus (in der Ebene des Lichteinfalls), wie in der oberen Abbildung auf der übernächsten Seite richtig dargestellt ist. Die Analogie zu den Oberflächenwellen auf dem Wasser, die sich nach dem Wurf eines Steins gleichmäßig nach allen Seiten ausbreiten, ist hier unzutreffend. Eine derartige Ausbreitung von Plasmonen auf einer Metalloberfläche ist nur in einem Fall möglich - wenn sich auf dieser Oberfläche ein Punktdefekt einer Größenordnung von 100 Nanometer oder weniger befindet und der Lichtstrahl genau auf diesen Defekt fokussiert ist. Aber das ist ein sehr eingeschränkter Spezialfall. Und in diesem Fall ist die Effektivität der Umwandlung der Lichtenergie in die Energie der Plasmonenschwingungen ziemlich klein.
  • Hundertfüßer sind keine Insekten!

    01.10.2013, Klaus de Leuw
    und besitzen daher auch keine Insektengifte. Dieser Satz ist daher falsch bzw. passt nicht in den Zusammenhang: "Dass ein Insektengift ein schmerzstillendes Mittel enthalte, klinge durchaus kontraintuitiv, finden auch die Forscher."
    Antwort der Redaktion:

    Lieber Herr de Leuw

    vielen Dank für den Hinweis! Sie haben natürlich Recht - Hundertfüßer gehören zu den Tausendfüßern, und damit zu den Gliederfüßern. Wir haben die Textstelle korrigiert und bitten den Fehler zu entschudligen.

    Mit freundlichen Grüßen

    die Redaktion/JD

  • Ergebnisse der Michelson-Morley-Experimente

    01.10.2013, Dr. Klaus Doerbecker, Rösrath
    In seinem Artikel "Einstein im Quantentest" schreibt Prof. Domenico Giulini, dass die Ergebnisse der Michelson-Morley-Experimente negativ gewesen seien und der relative Richtungsunterschied der Lichtgeschwindigkeit mittlerweile dank modernster Experimente bei 10-17 läge.

    In der Originalarbeit von 1881 [1] schrieb Michelson jedoch: "The small displacements -0.004 and -0.015 are simply errors of experiment. The results obtained are, however, more strikingly shown by constructing the actual curve together with the curve that should have been found if the theory had been correct. This is shown in fig. 4. (...)"

    http://en.wikisource.org/wiki/File:Michelson1881d.png

    Nach mehr als 100 Jahren hat Prof. Reginald T. Cahill, Flinder's Univ., Australia, dann die Theorie dieses Experiments dargelegt [2] und gezeigt, dass diese geringe Geschwindigkeit noch mit einem Faktor (n-1)-1/2 multipliziert werden muss, so dass sich in Wirklichkeit (wegen des Brechungsindex n=1,00029 für Luft) eine Geschwindigkeit von etwa 486 km/s in Richtung RA=4,3 h, Dec=-75° ergibt. Ähnliche Ergebnisse wurden in späteren Jahren bei ähnlichen Experimenten erzielt [3].

    Was nun die Genauigkeit von 10-17 angeht, so schreibt Prof. Cahill in [4], am Ende des vierten Kapitels, lapidar:
    "The null results from the vacuum-mode interferometers [4] and LIGO follow simply from having n = 1 giving k2 = 0 in (11)."

    Der Grund ist, sagt Cahill, dass sich die Längenänderungen in den beiden Armen des Experiments durch die Fitzgerald-Lorentz arm-length contraction und den Fresnel drag effect exakt aufheben, wenn das Experiment im Vakuum gemacht wird. Nicht so, wenn es in einem Dielektrikum gemacht wird. Die Ableitung der Formel
    ∆t = k2L v2P cos(2θ)/c3
    mit
    k2=(n2− 1)(2 − n2)/n
    für die Differenz der Lichtlaufzeiten in den beiden Armen des Experiments findet sich z.B. in [5], S. 53ff. und zeigt, dass auch für ein Gas statt Vakuum der Effekt noch 1000 mal kleiner als mit einem Festkörper ist.

    Darum hat Cahill ein auf einem Labortisch Platz findendes Interferometer mit Glasfaserleitern entworfen, von dem er gleich zwei Exemplare gebaut hat, weil sie je nur 400 $ gekostet haben, mit dem er sogar Gravitationswellen im sub-mHz-Bereich empfangen hat [6]. Auch in diesem Bericht wird nochmals die Theorie des Experiments ausführlich erläutert.

    Die in [7] erzielte Genauigkeit von 10-17 zeigt somit nur an, ein wie tolles Vakuum die Autoren hingekriegt haben, sie sagt aber nichts über die Richtungs(un)abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit aus.

    Glücklicherweise zeigt Cahill in [5] "Contrary to the Einstein assumptions absolute motion is consistent with relativistic effects".

    [1] http://en.wikisource.org/wiki/The_Relative_Motion_of_the_Earth_and_the_Luminiferous_Ether
    [2] Reginald T. Cahill and Kirsty Kitto, Michelson-Morley Experiments revisited and the Cosmic Background Radiation Preferred Frame, arXiv:0205065
    [3] Reginald T. Cahill and Kirsty Kitto, Re-analysis of Michelson Morley experiments Reveals Agreement with COBE Cosmic Background Radiation Preferred Frame so Impacting on General Relativity, arXiv:0205070
    [4] Reginald T. Cahill, Combining NASA/JPL One-Way Optical-Fiber Light-Speed Data with Spacecraft Earth-Flyby Doppler-Shift Data to Characterise 3-Space Flow, arXiv:0906.5404v2
    [5] Cahill 2003/2005, Process Physics: From Information Theory to Quantum Space and Matter (PDF)
    [6] R. T. Cahill, Correlated Detection of sub-mHz Gravitational Waves by Two Optical-Fiber Interferometers, arXiv: 0802.2406v1
    [7] S. Herrmann et al., Rotating optical cavity experiment testing Lorentz invariance at the 10-17 level, arXiv:1002.1284v1

  • Der Kern der Vereinheitlichung der Physik

    01.10.2013, Wolfgang Huß, Hamburg
    Domenico Giulini beschreibt in seinem Artikel die Uneinigkeit der Physikergemeinde darüber, ob die innere Frequenz eines Elementarteilchens oder Atoms sich immer entsprechend der inneren Uhr dieser Objekte verhält. Wie der Autor darlegt, stieß ja schon de Broglie auf einen Widerspruch: Während bei steigender Gravitation die innere Uhr langsamer läuft – und damit alle eher klassischen, periodischen Prozesse – wird die innere Frequenz hingegen schneller. Dies entspringt der steigenden Energie der Teilchen.
    Die Frequenz läuft also nicht in Zeitlupe, wie man erwarten würde. Man muss vermuten, dass man es bei der Frequenz mit einem anderen Phänomen als einer üblichen Uhr zu tun hat. Das beide irgendwie zusammenhängen, weil beide etwas mit Zeit zu tun haben, scheint klar. Aber wie?
    Nur wenn man den Zusammenhang zwischen beiden Phänomenen kennt, darf man aus der Frequenz auf die Zeit schließen.
    Dass der Zusammenhang nicht einfach eine umgekehrte Proportionalität sein kann, lässt sich aus folgender Überlegung ersehen: Nähert sich ein Elementarteilchen oder Atom dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs, so strebt der Fortschritt – von außen betrachtet – der Zeit beim Erreichen dieser Grenze gegen null. Die innere Frequenz hingegen gelangt an einen hohen, aber endlichen Wert, wenn der Horizont erreicht wird. Denn sonst hätte der Horizont ja eine unendlich hohe Energiedichte, die er nicht haben kann.
    Umgekehrte Proportionalität kann es dann folglich nicht sein. Eine Beziehung, die sich bei dieser Grenzbetrachtung nicht umgekehrt proportional verhält, wird sich bei ihrer Annäherung an die Grenze ja nicht bis zum Schluss umgekehrt proportional verhalten und sich dann plötzlich im Verhalten ändern. Daher ist die scheinbar nahe liegende Interpretation der inneren Frequenz als direkter Ausdruck der Zeit nicht zulässig. Kann dies der Physikergemeinde entgangen sein?
    Man muss die Raum- und Zeitstruktur des Vakuums und der Elementarteilchen genau verstanden haben, um die innere Frequenz in Zeit umzurechnen. In diesem Zusammenhang verbirgt sich ihr Geheimnis. Deshalb freut mich die Thematisierung dieses wichtigen Unterschieds besonders.

    Der aufgezeigte Konflikt zielt direkt auf die Frage: Wie können Quantentheorie und allgemeine Relativitätstheorie vereinheitlicht werden? Diese Frage läuft auf die Lösung des „Problems der Zeit“ hinaus (vgl. Kiefer, Claus. »Auf dem Weg zur Quantengravitation.« In: Spektrum der Wissenschaft (Apr. 2012), S. 34—43. URL: http://www.spektrum.de/alias/titelthema-physik/auf-dem-weg-zur-quantengravitation/1142715 , S. 37.).
    Die von mir entwickelte Quanten-Fluss-Theorie ist ein Ansatz, das „Problem der Zeit“ zu lösen (http://www.quantum-flow-theory.eu). Wie allgemein vermutet wird, findet sich dann auch eine den Beobachtungen entsprechende Beschreibung der Quantengravitation (http://www.organical-matters.org/de/Quanten-Fluss-Theorie/Quantengravitation-der-Elementarteilchen_de.php). Diese kommt in erster Näherung tatsächlich den Ergebnissen der allgemeinen Relativitätstheorie gleich. Die Abschätzung einer besseren Näherung führt zu einer Erklärung des Phänomens der Dunklen Materie durch eine unregelmäßige Verteilung der Vakuumenergie in und zwischen Galaxien (http://www.organical-matters.org/de/Quanten-Fluss-Theorie/Dunkle-Materie-modifizierte-newtonsche-Dynamik-MOND_de.php). Dieser Mechanismus ist dem Higgs-Mechanismus im Standardmodell der Teilchenphysik nicht unähnlich, diesmal aber im großen Maßstab.
    In Galaxien und Galaxienhaufen ist danach die Energiedichte des Vakuums erhöht, während sie dazwischen niedriger als der Durchschnitt des Kosmos ist. Durch diesen Effekt der gravitativen Rot-/Blauverschiebung der Vakuumenergiedichte entsteht auf großen Skalen eine zusätzliche Gravitationswirkung in Richtung der sichtbaren Materie des Kosmos, die das Dunkle-Materie-Phänomen ganz oder teilweise erklären sollte.

    Es ist an der Zeit, dass der von Giulini angesprochene Konflikt in der Physikergemeinde ausgetragen wird. Wenn man die Sache konstruktiv angeht, eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten.
    Aus den oben angeführten Gründen darf man nach meiner Meinung nicht direkt aus der inneren Frequenz der Elementarteilchen auf die Zeit schließen.
  • Treibhaus-Wirkung von CO2 ?

    01.10.2013, Helmut Hund
    Das Wasserdampf und Kohlendioxid im Bereich des langwelligen IR Wärmestrahlung absorbieren können kann man nachweisen.
    Aber wie wollen Die Katastrophen Prognostiker nachweisen, dass die von den Gasen aufgenommene Energie, in mehreren Kilometern Höhe, bei Temperaturen von -30° C bis -60° C, in Richtung der wärmeren Erde abgestrahlt wird und nicht in das wesentlich kältere Weltall? Wärmetransport ob Leitung, Konvektion oder Strahlung funktioniert nur in einer Richtung, vom wärmeren Objekt hin zum kälteren Objekt.
    Auf die Antwort bin ich gespannt.
  • @2 Frank Pfeifer

    30.09.2013, Mathias Völlinger
    Ersetzen Sie die Worte "Photonen" und "Polarisation" durch "Elektronen" und "Spin", bleibt die Verschränkung, Ihre Argumentation bricht jedoch erst Recht zusammen. Der Effekt hat nichts mit Eigenzeiten zu tun. Es ist der gemeinsame Zustand, der erst bei der Messung Polarisations- oder Spinwerte zugewiesen bekommt.
  • Babylonische Astronomie fehlt

    30.09.2013, Sascha Bohnenkamp
    Schade, dass im Heft Spektrum der Wissenschaft Spezial "Die Geschichte der Astronomie" so wenig bis gar nicht auf die Eigenheiten der babylonische Astronomie eingegangen wird.

    Das Spannendste dabei ist meiner Meinung nach, dass die Babylonier ganz ohne geometrisches Modell recht gut zurechtkamen, rein durch Beobachtung und Statistik.

    Trotzdem waren die Ergebnisse so gut, dass diese von den Griechen und anderen gerne und ausgiebig weiterbenutzt wurden. Das ist eine völlig andere Art der Berechnung von Planeten- und Mondpositionen, dass man das ruhig erwähnen könnte(siehe beispielsweise Lis Brack-Bernsen "Zur Entstehung der babylonischen Mondtheorie").
    Antwort der Redaktion:
    Bezieht sich nicht auf einen speziellen Artikel sondern auf das Heft generell.
  • Ergänzung zu Klimaveränderungja/nein egal?

    30.09.2013, Rolf Krueger
    Ich möchte zu meinem Beitrag oben noch 2 Punkte hinzufügen

    - Nicht nur die notwendigen Maßnahmen, sondern auch der Zeitrahmen zum Handeln ist auch praktisch der Gleiche, egal ob Klimawandel oder Erschöpfung der Ressourcen der Grund zum Handeln ist. Meine Schätzung: 50 - 100 Jahre

    - Und auch "Klimawandel ja/nein" wäre zu ergänzen:
    Richtiger ist: "Klimawandel ja/nein/menschengemacht" ist eigentlich völlig egal. Handeln müssen wir so oder so in praktisch gleicher Weise, "wenn wir auf der Erde in ähnlicher Weise und halbwegs konfliktarm weiter leben wollen."

    Viele Grüße
    Rolf Krueger
  • Kopenhagener Deutung

    29.09.2013, Mathias Völlinger
    Und am Schluss wird sich dann doch herausstellen, dass die alten Meister Recht behielten. Wenn die Kommutatoren nicht verschwinden sind die Systeme nicht mehr deterministisch. Die Akustiker kennen das analoge Problem mit den reinen Tönen doch auch schon sehr lange. Und perfekte Laser gibt es ja auch nicht.
  • Was macht der EROEI dabei ?

    28.09.2013, Tom Schülke
    Der Energiebedarf des Verfahrens ist in der Tat der wesentlichste Knackpunkt.

    Immerhin werden wir in nicht allzu ferner Zukunft die Kunststoffe unserer Windräder aus erneuerbaren Energiequellen speisen müssen, und den Teer unserer Küstenstrassen ebenfals, wenn wir die Windräder hinterher nicht mit Ochsenkarren über Sandpisten ans Meer ziehen wollen.

    Am ende muß im Gesamtsystem dieser nächsten Industriellen Revolution, ein energetisches Plus oder eine schwarze Null stehen. sonst wirds nichts mit der Energiewende, die auf Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen angewiesen sein wird.

  • Dunkle Bienen fliegen auch im Landkreis DGF - LAN

    28.09.2013, Gottfried Brandner
    Dunkle Bienen fliegen wieder im Landkreis DGF - Lan
    Habe mir letztes Jahr eine dunkle Königin zugelegt und 5 Völker eingewintert .Gibt es in Niederbayern weitere Imker mit Dunklen Bienen.Würde mich über einen Kontakt mit diesen freuen.
  • Überschätzen des CO2 Einflusses

    28.09.2013, Dr. Axel Kranzmann
    Muss der Beitrag des CO2 des CO2 nicht von der Dichte abhängen? Also die in unserem Fall (Wirkung/Dichte) mit ansteigender Gasdichte abnehmen, da bezogen auf jedes Gasmolekül die Strahlungsanregung mit Anzahl der Moleküle pro Volumeneinheit Atmosphäre abnehmen muss, wenn die Gesamtstrahlung (Reflektierte Strahlung der Erdoberfläche) etwa konstant bleibt.
    Zum 2. wird aus dem Spektrum der Sonne der Teil der Strahlung von CO2 absorbiert und der "Treibhauseffekt" des Gases wirkt nach außen als "Abschirmung", da ein Teil der Sonnenstrahlung in Richtung Weltall wieder abgestrahlt wird.
    Ich habe zwar dieses Modell jetzt nicht durchdacht, sondern in der Art eines Brainstormings sind mir diese Ideen beim Durchlesen der Frage, "Wird der Einfluss des CO2 überschätzt", gekommen. Unter der Annahme, daß der Einfluss des CO2 nicht linear ist und sowohl für Reflexion in Richtung Erdoberfläche und auch in Richtung Weltall von der Dichte abhängt, sollte es eine Grenze der CO2 Dichte geben, ab der die Klimawirkung nicht mehr gegeben ist.

    Können Experten der Atmosphärenphysik dazu Stellung nehmen?
  • Klimaveränderung ja/nein egal?

    28.09.2013, Rolf Krueger
    Guten Tag,

    eines habe ich bei der ganzen Diskussion noch nie verstanden:

    Die sich schon klar abzeichnende Erschöpfung der fossile Energiereserven erfordert im Wesentlichen die gleichen Umstellungen und Handlungsszenarien wie die CO2-Reduktion zur Begrenzung des Klimawandels.

    So gesehen ist es doch eigentlich völlig egal, ob der Klimawandel durch CO2 nun kommt oder nicht. Handeln müssen wir so oder so, wenn wir auf der Erde in ähnlicher Weise und halbwegs konfliktarm weiter leben wollen.

    Wenn wir entsprechend handeln und der Klimawandel wirklich kommt (wovon ich überzeugt bin), schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe. Wenn er nicht kommt, schaffen wir so den nötigen Umbau unserer Energiewirtschaft für das folgende Zeitalter ohne fossile Energie und erhalten uns vielleicht Reste der Kohlenwasserstoffe als wichtigen Rohstoff für die Zukunft.

    Also, so oder so, regenerative Energie, Energieeffizienz, Kreislaufwirtschaft... sind nötig. Richtig gesehen ist die Diskussion "Klimawandel ja/nein" dafür völlig unwichtig.

    Viele Grüße
    Rolf Krueger
  • Der IPCC hinkt hinterher ...

    28.09.2013, Kunibert Hurtig
    Zitat:
    „Der Klimawandel zeigt seit 15 Jahren kein einheitliches Bild. Doch abgesagt ist er noch lange nicht. Und es gibt noch mehr Gründe, die Kohlendioxidemissionen rasch zu drosseln.“

    Das uneinheitliche Bild, von dem der Artikel berichtet, zeichnete sich schon länger ab. Die Temperaturtrends auf der Südhalbkugel unseres Planeten standen und stehen dem Zuwachs auf der Nordhalbkugel diametral gegenüber. Die Messwerte der NOAA weisen partiell sogar sinkende Lufttemperaturen für große Flächen der Südhalbkugel nach. Allerdings sind diese Betrachtungen mit Vorsicht zu genießen, da die Dichte der Messstationen nicht sehr hoch ist, wohl auch wegen der gewaltigen ozeanischen Oberflächen.

    Für die Nordhalbkugel gilt dies jedoch nicht. Dort weisen die Messwerte vom Äquator hin zu hohen Breitengraden kontinuierliche Steigerungen auf, wie sich aus folgender Auswertung aus dem Jahre 2010 schon ergeben hat:

    http://www.klimafreak.de/Freitag_B01/Temp_BG_2011_Kl.jpg

    Was der Bericht nur am Rande erwähnt
    Zitat:
    „…der durch freigesetztes Kohlendioxid und andere Treibhausgase verursacht werde.“

    erscheint in diesem Zusammenhang wesentlich dramatischer und kaum kalkulierbar; darum befassen sich die Klimamodelle auch kaum damit. Gemeint ist das Klimagas Methan: CH4. Es wird in gewaltigen Mengen aus den Methanhydrat Ablagerungen in und auf den Küstenschelfen rund um die arktische See freigesetzt. Auch hierüber gab es im letzten Jahr schon Berichte, die nichts Gutes verheißen. Zusammengefasst und als Antwort auf ein Interview (ich hatte es vor einiger Zeit schon einmal gepostet) findet sich eine Zusammenfassung der Geschehnisse hier:

    http://www.klimafreak.de/BerichtUndBlogs/Klimawandel(XXVI)Arktisextrem2012.html

    Die Dramatik des Geschehens findet der interessierte Leser in Abb. 1

    http://www.klimafreak.de/Freitag_B32/OstoVizeGesamt.jpg

    wieder. Der Tatbestand, dass diese Zusammenhänge nicht ausreichend gewürdigt werden, liegt wohl darin begründet, dass die Einträge an CH4 genau erfasst werden können, kein genügend enges Netz an Messstationen vorhanden ist und die russische Seite in den letzten Jahren nicht unbedingt zuverlässig Daten bereit stellt … aus welchen Gründen auch immer.

    KuHu
  • Das hatten wir schon einmal

    28.09.2013, Gilbert Brands
    Klimaänderungen an sich stellt niemand in Frage, auch wenn es den IPCC-Kritikern immer unterstellt wird. Der verbeißt sich aber trotz aller Unstimmigkeiten weiter in der einfachen Formel "menschenemittiertes CO2 ist die (alleinige) Ursache".

    Dieses Verbeißen in einen einzigen Tagesordnungspunkt erinnert mich irgenwie an eine Zeit, in der die Russen an der Oder und die Westaliierten im Ruhrgebiet standen, im großdeutschen Radio aber immer noch Endsiegparolen verbreitet wurden.

    Jeder andere Naturwissenschaftler würde sich bis auf die Knochen blamieren, käme er mit derart windigen Behauptungen auf unzureichender Faktenlage daher. Aber hier handelt es sich ja um ein Milliardengeschäft, und da nehmen es auch Wissenschaftler (leider) nicht mehr ganz so genau.
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