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Blauverschiebung > unendlich?

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  #1  
Old 02-04-2005, 04:47 PM
Marc Fettes
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Default Blauverschiebung > unendlich?



In letzter Zeit hab ich mehrmals die Aussage gelesen, dass ein
Raumschiff mit einer Geschwindigkeit nahe c sozusagen einen starken
Widerstand durch die Strahlung z.B. Hintergrundstrahlung wegen der
hohen Blauverschiebung erfährt.

Mit ( Wurzel ( 1- beta / 1 + beta )) x fo für die Rotverschiebung und
( Wurzel ( 1 + beta / 1 - beta )) x fo für die Blauverschiebung geht
der Wert bei Rotverschiebung von 1 bis 0 und für die Blauverschiebung
geht der Wert von 1 bis unendlich.

Unendliche Blauverschiebung bedeutet doch aber auch unendliche Energie
und unendlicher Impuls oder nicht?

Wo also sollte diese unendliche Energie oder unendlicher Impuls der
Hintergrundstrahlung denn herkommen? Die Hintergrundstrahlung hat doch
nur eine Temperatur von 2.73° K.

Der Energieerhaltungssatz und der Impulserhaltungssatz sind doch hier
nicht ausser Kraft gesetzt, oder?

Meiner Meinung nach sollte die Blauverschiebung nur einen endlichen
kleinen Maximalwert haben, z. B. Faktor 2, also Verdopplung.

Wenn eine Ladung in einem Beschleuniger beschleunigt wird, dann wird
doch immer die gleiche Energie pro Durchgang aufgenommen. Da man die
Energieübertragung doch mit virtuellen Photonen beschreiben kann,
heisst das doch, dass diese virtuellen Photonen immer die gleiche
Wirkung bei der zu beschleunigenden Ladung haben. Das heisst die
Energiezufuhr ist eben immer gleich gross. Müsste dann beim
(negativen) Beschleunigungsvorgang nicht auch eine gegen unendlich
gehende Blauverschiebung auftreten, wenn z.B. diese Ladung wieder
abgebremst wird? Aber auch dann wird die Energie pro Durchgang immer
um den gleichen Wert verringert.

Frage: Gibt es irgend ein Experiment oder eine Beobachtung wo eine
Blauverschiebung grösser als der Faktor 2 auftritt? Wenn ja, welches?
Weiss da einer was?


Marc
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  #2  
Old 02-04-2005, 06:44 PM
Hans-Bernhard Broeker
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Default Blauverschiebung > unendlich?

Marc Fettes <[Only registered users see links. ]> wrote:


"Bis unendlich" ist mit Vorsicht zu geniessen. "Unendlich" selbst
kommt nur dann vor, wenn beta exakt gleich 1, also v=c ist, und ob
dann die Formeln noch funktionieren, aus denen die obige
Blauverschiebung abgeleitet ist, darf bezweifelt werden.

Anders gesagt, der Begriff "Blauverschiebung" ergibt dann
wahrscheinlich keinen Sinn mehr.

Die Blauverschiebung kann aber definitiv groesser als 2 werden.
Compton-Streuung an blauverschobenen Photonen der Hintergrundstrahlung
ist real.



Sie muss nirgendwo "her" kommen, denn Energie und Impuls sind relative
Groessen, sprich, sie haben keinen einzelnen, ueber verschiedene
Bezugssysteme hinweg gueltigen Wert. Anders ausgedrueckt, das
2.7-Kelvin-Photon hatte aus der Sicht des schnell fliegenden geladenen
Teilchens "immer schon" die enorm blauverschobene Frequenz. Da ist
weder was verlorengegangen, noch spontan aus dem Nichts gekommen.


Nein. Das gilt nur eingeschraenkt --- jeder Beschleuniger mit
"Durchgaengen" ist ein Ringbeschleuniger, und der hat eine
Maximalenergie, die die Teilchen darin erreichen koennen, weil sie
irgendwann netto pro Umlauf genausoviel verlieren (primaer
Synchrotronstrahlung) wie sie auf den Beschleunigungs-Strecken
aufnehmen.

--
Hans-Bernhard Broeker ([Only registered users see links. ]-aachen.de)
Even if all the snow were burnt, ashes would remain.
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  #3  
Old 02-04-2005, 11:07 PM
Ina Reichel
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Hans-Bernhard Broeker <[Only registered users see links. ]-aachen.de> writes:

Das gilt aber nur fuer Elektronen/Positronen. Bei Protonen ist die
Energie dadurch limitiert, wie stark Dein Magnetfeld der Ablenkmagnete
ist.

Cheers

Ina

--
Ina Reichel [Only registered users see links. ]

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let us never lose the lessons we have learned." B.M. 1976
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  #4  
Old 02-05-2005, 08:50 PM
Andreas Erber
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Default Blauverschiebung > unendlich?

Ina Reichel wrote:

Du willst sagen die Grenze für Elektronen gilt auch für Protonen, nur dass
die Protonen erst gar nicht so schnell werden können weil die ablenkenden
Magnetfelder zu schwach sind, right?

LG Andy


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  #5  
Old 02-07-2005, 11:38 AM
Hans-Bernhard Broeker
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Default Blauverschiebung > unendlich?

Andreas Erber <[Only registered users see links. ]> wrote:


Stimmt natuerlich.


Genauer: weil wir zur existierenden Technologie noch nicht den
passenden Geldgeber gefunden haben, der einen derart riesigen
Beschleuniger bezahlen wuerde, dass man damit das
Synchroton-Leistungs-Limit erreichen koennte. Schon seltsam, was ein
laeppischer Faktor 2000 in der Teilchenmasse manchmal fuer
weitreichende Konsequenzen hat ;-)

--
Hans-Bernhard Broeker ([Only registered users see links. ]-aachen.de)
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  #6  
Old 02-07-2005, 11:46 PM
Ina Reichel
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Default Blauverschiebung > unendlich?

Hans-Bernhard Broeker <[Only registered users see links. ]-aachen.de> writes:

Ich glaube das Problem ist eher, dass wir noch keine stark genugen
Magnete bauen koennen. Selbst bei LHC (7T Magnetfeld) ist der
Energieverlust pro Umlauf noch laecherlich wenig, wenn auch genug
Synchrotronstrahlung entsteht, dass sie Aerger macht.

Cheers

Ina

--
Ina Reichel [Only registered users see links. ]

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  #7  
Old 02-08-2005, 08:40 AM
Ralf Kusmierz
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Default Blauverschiebung > unendlich?

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Ina Reichel schrieb:


Wie funktioniert das? Mit Ferromagnetika ja wohl kaum (jedenfalls
nicht am Nutzluftspalt - ggf. noch als "normalerregte" Mäntel zur
Feldführung im 1-T-Bereich - im Bereich der Polschuhe wird das Feld
dann wohl durch die Erregerströme geformt). Also riesenhafte,
supraleitergespeiste Luftspulen? Da müssen riesige Feldenergien
gespeichert sein. (Solche wichtigen technischen Details und ihre
Konsequenzen für die Größe von Beschleunigerringen gehören natürlich
auch in die Beschleuniger-FAQ.)


Gruß aus Bremen
Ralf
--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt heraus Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
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  #8  
Old 02-08-2005, 01:09 PM
Hans-Bernhard Broeker
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Default Blauverschiebung > unendlich?

Ralf Kusmierz <[Only registered users see links. ]> wrote:


Unbedingt. Nicht nur im Beschleuniger selbst, sondern auch in den
Detektor-Spulen. Die haben zwar (bisher) noch keine 7T, aber dafuer
Innenvolumen von einigen Kubikmetern. Die gespeicherte Energie liegt
dann mindestens deutlich im Mega-Joule Bereich --- also genug, um
mindestens eine Stunde lang eine Kochplatte zu betreiben.

Wenn nun aergerlicherweise irgendwo in der Spule die Supraleitung
zusammenbricht ("Quench"), faellt grob gesagt praktisch augenblicklich
diese gesamte Energie an dieser einen Stelle "ab", und das Magnetfeld
bricht rasend schnell in sich zusammen.

Das ist ausgesprochen gefaehrlich fuer das Material, denn die
Belastung entspricht einer kleineren Sprengung --- und aufgrund der
Geraeuschentwicklung nicht ganz ungefaehrlich fuer Leute, die sich in
der Naehe aufhalten, selbst wenn mehrere Meter Beton dazwischenliegen.
Bei H1 hat sich ein Kollege mal halb zu Tode erschreckt, weil sich der
Quench anhoerte, als fiele ihm gleich der Himmel (bzw. die
unterirdische Hallendecke) auf den Kopf.

Aus Sicherheitsgruenden versucht man daher, das besser in den Griff zu
kriegen, und die Energie schnell und kontrolliert anderweitig
abzufuehren. Dazu baut man u.a. eigens sogenannte "Quench-Heizungen"
ein, die bei einem Quench den Supraleiter schnell an moeglichst vielen
Stellen normal-leitend werden lassen, so dass sich der Schlag besser
verteilt.

--
Hans-Bernhard Broeker ([Only registered users see links. ]-aachen.de)
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  #9  
Old 02-08-2005, 11:29 PM
Ina Reichel
Guest
 
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Default Magnete fuer Beschleuniger (was: Blauverschiebung > unendlich?)

Ralf Kusmierz <[Only registered users see links. ]> writes:

Also normale Dipolmagnete fuer Beschleuniger (mit Eisenkern) gehen bis
gut 1.5T rauf. Wenn's auf die Feldqualitaet nicht so ankommt vielleicht
auch knapp 2T. Das sind dann aber schon ziemliche Monstermagnete.

Alles drueber ist supraleitend. Im wesentlichen plaziert man
supraleitende Kabel rund um die Vakuumkammer so, dass man das
gewuenschte Magnetfeld erhaelt. Ist aber echt eine Wissenschaft fuer
sich, supraleitende Magnete fuer Beschleuniger zu bauen.


Yep, wehalb Quenche der Magnete ziemlich eklig sind. Insbesondere, wenn
wie bei LHC die ganzen Magnete auch noch in Reihe geschaltet sind. Da
gibt's dann extra ein Quench-Protection-System, das sofort, wenn ein
Quench detektiert wird, den entsprechenden Magneten aus der
Reihenschaltung rausnimmt, den Rest geregelt runterfaehrt, und den
gequenchten Magneten aufheizt, damit er grossflaechig quencht. Ach ja,
den Strahl sollte das System natuerlich auch sofort in den Beamdump
befoerdern, denn da ist auch nochmal einiges an Energie drin (aeuqivalent
zu IIRC 80kg Dynamit).

Cheers

Ina

--
Ina Reichel [Only registered users see links. ]

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  #10  
Old 02-10-2005, 02:38 PM
Markus Becker
Guest
 
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Default Magnete fuer Beschleuniger

Hi,

Ina Reichel wrote:


Also Elektromagnete?! 'Normale', also nicht elektrisch betriebene
Magnete werden für so etwas (noch) nicht benutzt? Immerhin habe
ich schon selbst einen Nd-Magneten in der Hand gehabt, der 1.7T
schaffte...


Das kann ich mir vorstellen.


In der Spektrum der Wissenschaft (WIMRE) war mal ein Bericht, wie
so ein "Rausnehmen" aussieht. Ist nicht wirklich einfach, da muss
ja ein ganzer Haufen Energie abgeleitet werden. Einfach einen Schalter
aufmachen, nutzt nix, der Strom würde einfach weiterfliessen...


Ui!

Markus
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Tags
> , blauverschiebung , unendlich


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