Basisteilchenmodell im Vergleich

Auf Ebene der Lichtbewegung ist das Basisteilchenmodell der fraktalen Quanten-Fluss-Theorie sehr ähnlich; in der Tiefe jedoch gibt es Unterschiede


Notizen

• Im Basisteilchenmodell hat das Elektron den Spin ħ anstatt ½ħ.
• Was wusste ich schon bevor ich das Modell kennen gelernt habe und was nicht?
– Meine Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Frequenz und Zeit

Das wunderbar einfache und kluge Basisteilchenmodell von Albrecht Giese beschreibt viele grundlegende Eigenschaften der Elementarteilchen.

Mechanismus der Entstehung der Gravitation

Eine seiner genialsten Erkenntnisse ist für mich der prinzipielle Mechanismus der Entstehung der Gravitation, den ich vom Ansatz her in mein Modell der Quantengravitation der Elementarteilchen von Giese übernommen habe.

Sein Mechanismus ergänzt sich wunderbar mit den Eigenschaften meines Ansatzes und wird dadurch so verfeinert, dass eine korrekte Beschreibung der Gravitation im Sinne der akademischen Physik möglich wird. Und es wird auch ein Ansatz zur Beschreibung des Phänomens der Dunklen Materie als Energie-Gradient des Vakuums im Gravitationsfeld ermöglicht, der anders ist, als Albrecht Giese es sich in seinem Basisteilchenmodell für die ausgemalt hat.

Mechanismus der Abflachung von Elementarteilchen

Ein anderer wichtiger Mechanismus, den er im Detail erklärt und berechnet, ist die Abflachung von Elementarteilchen, wenn sich die ihre Struktur und Ausdehnung erhaltenden Wechselwirkungsteilchen relativ zu seinem Schwerpunkt in verschiedenen Richtung unterschiedlich schnell ausbreiten.

Dieser Mechanismus ist schon länger bekannt und seine Erscheinung wird Heaviside-Ellipsoiden genannt. Giese erkennt genialer Weise, dass dieser Mechanismus nicht nur bei der Längenkontraktion relativistisch bewegter Körper eine Rolle spielt, sondern auch im Gravitationsfeld zum Tragen kommt, wenn wir die Erscheinung der Raumzeitkrümmung verstehen wollen. Dafür bin ich ihm ebenfalls außerordentlich dankbar, auch, wenn mir Teile davon schon bewusst beziehungsweise bekannt waren.

Genial!
… in seinen Möglichkeiten dennoch begrenzt

Das Basisteilchenmodell kann leider nicht alle Eigenschaften der Elementarteilchen im Gravitationsfeld so beschreiben, wie sie beobachtet werden. Die ›fraktale Quanten-Fluss-Theorie‹ dringt hier durch ihren fraktalen Djet-Neheh-Dualismus und durch ihr fraktales Existenzprinzip konsequent weiter in die Tiefe vor und überwindet Probleme, welche Gieses Modell aus Sicht der Beobachtungen der akademischen Physik (noch) hat.

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Gravitation

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Im Basisteilchenmodell hat jedes Elementarteilchen die gleiche Quantengravitation. Die Quanten-Fluss-Theorie beschreibt die Quantengravitation der Elementarteilchen realistisch nach deren Masse

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Notizen

• Dies ist im nachfolgenden Abschnitt schon aufgegriffen.

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Elementarteilchen im Gravitationsfeld

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Bestimmte Eigenschaften von Elementarteilchen im Gravitationsfeld werden vom Basisteilchenmodell abweichend von den Beobachtungen und auch abweichend von ihren Eigenschaften in der Quanten-Fluss-Theorie beschrieben:

Shapiro-Verzögerung: Die Änderung der Lichtgeschwindigkeit im Gravitationsfeld und damit die Eigenzeit von Elementarteilchen ist den experimentellen Beobachtungen formell sehr ähnlich. Allerdings beschreibt das Basisteilchenmodell dies in Abhängigkeit von der Elementarteilchen-Anzahl und nicht in Abhängigkeit von deren Masse. Die Quanten-Fluss-Theorie gibt die Änderung der Lichtgeschwindigkeit im Gravitationsfeld im Sinne der akademischen Physik korrekt wieder.

De-Broglie-Frequenz: Die De-Broglie-Frequenz der Elementarteilchen im Basisteilchenmodell sinkt bei steigender Gravitation, im Widerspruch zu den experimentellen Beobachtungen. Dies wird in der Quanten-Fluss-Theorie realistisch und quantitativ korrekt beschrieben, hier steigt deren De-Broglie-Frequenz.

Nachfolgend arbeite ich diese Abweichungen genauer heraus.

Ansatz des Basisteilchenmodells

Im Basisteilchenmodell zirkulieren zwei Basisteilchen, als die Bestandteile jeden Elementarteilchens, mit Lichtgeschwindigkeit und der De-Broglie-Frequenz um ein gemeinsames Rotationszentrum. Wie die Quanten-Fluss-Theorie geht das Basisteilchenmodell bei der Einwirkung von Gravitation auch von einer Verzerrung der Struktur eines Elementarteilchens aus und geht auch davon aus, dass die Krümmung der Raumzeit der Allgemeinen Relativitätstheorie auf dieser Grundlage als solche erscheint.

Möchten wir die Änderung der De-Broglie-Frequenz der Elementarteilchen im Gravitationsfeld berechnen, ist sowohl die Änderung der Basisteilchen-Geschwindigkeit, der im Gravitationsfeld verzögerten Lichtgeschwindigkeit rceff – Shapiro-Verzögerung –, als auch die Änderung der Geometrie, die Länge des Umfangs rured ihrer Bahn, zu berücksichtigen:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { _{r}c_{eff}\;\;\;=\;\;\;\frac{_{r}u_{red}}{t} } \] (Bas.EleGra.1)

Die Berechnung wird dadurch zunächst erschwert, dass die Lichtgeschwindigkeit sich im Basisteilchenmodell durch Gravitation richtungsabhängig verändert. Allerdings verändert sich auch die Geometrie der Kreisbahn entsprechend, so dass wir sehen werden, dass sich beide Effekte so aufheben, als wenn es eine Kreisbahn bliebe. Die Länge der elliptischen Bahn einer Rotation, die in beide Richtungen unterschiedliche Halbachsen besitzt, wäre nur näherungsweise zu berechnen.

Um zu zeigen, dass sich beide Effekte aufheben, möchte ich hilfsweise zunächst die reine Bewegung entlang der beiden Halbachsen betrachten, auf ihrem Weg r,pwred mit der Geschwindigkeit r,pceff:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { _{r,p}c_{eff}\;\;\;=\;\;\;\frac{ _{r,p}w_{red} }{ t } } \] (Bas.EleGra.2)

Dabei ist r der Abstand vom Zentrum einer Zentralmasse. Die Variable p besitzt im Fall tangentialer Bewegungsrichtung des Basisteilchens zur Zentralmasse den Wert p = ½ und im Fall radialer Richtung den Wert p = 1.

Die beiden unterschiedlichen Halbachsen führen zu zwei möglichen De-Broglie-Frequenzen r,pfspin,H; eine je Richtung p. Für die Frequenz f gilt in Bezug auf die Zeit t erst einmal ganz allgemein:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { f\;\;\;=\;\;\;\frac{1}{t} } \] (Bas.EleGra.3)
\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Rightarrow\hspace{10mm} _{r,p}f_{spin,H}\;\;\;=\;\;\;\frac{ _{r,p}c_{eff} }{ _{r,p}w_{red} } } \] (Bas.EleGra.4)

Lichtgeschwindigkeitsänderung im Gravitationsfeld

Nach dem Basisteilchenmodell reduziert sich die Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum im Gravitationsfeld durch von den Basisteilchen ausgesandte Störungswellen von der Lichtgeschwindigkeitskonstanten c0 auf die variable Lichtgeschwindigkeit r,pceff wie folgt:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { _{r,p}c_{eff}\;\;\;=\;\;\;c_{\raise -.3ex 0} \cdot \left( 1-\frac{g \cdot N}{c_{0}^{2} \cdot r} \right)^{p} } \] (Bas.EleGra.5)

Das Basisteilchenmodell kommt der Beschreibung der beobachteten Verzögerung des Lichts strukturell immerhin sehr nahe, wobei es nach Formel die gravitative Masse durch die Anzahl N der Basisteilchen beziehungsweise durch die doppelte Anzahl ihrer Elementarteilchen ausdrückt. Klein g entspricht der an diesen neuen Zusammenhang angepassten Gravitationskonstante groß G.

Die aus der Allgemeinen Relativitätstheorie bekannte und als Shapiro-Verzögerung auch beobachtete Änderung der Lichtgeschwindigkeit im dreidimensionalen Raum, wird im Rahmen der Quanten-Fluss-Theorie nach dem prinzipiellen Ansatz von Giese sogar ganz exakt hergeleitet (siehe Lichtverlangsamung).

Für seine Idee zum prinzipiellen Ansatz der Herleitung der Lichtverlangsamung bin ich Albrecht Giese sehr dankbar! Ich hatte schon einige Jahre darüber nachgedacht, wie diese Herleitung wohl aussehen müsste, war dabei aber nicht sehr weit gekommen. Durch ihn vielen mir die Groschen und in Kombination mit der Struktur der Quanten-Fluss-Theorie wurde sogar eine ganz korrekte Herleitung im Sinne der akademischen Physik möglich.

Diese Verzögerung gilt auch für die beiden Basisteilchen von Giese, die seine Elementarteilchen bilden, was bei der folgenden Berechnung der De-Broglie-Frequenz nach Giese relevant ist.

Geometrieänderung im Gravitationsfeld

Die strukturelle Geometrie von Elementarteilchen verändert sich nach Giese in ihrer Ausdehnung in einem Gravitationsfeld in tangentialer und radialer Richtung zur Zentralmasse, wenn w0 ohne Verzerrung ist:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { _{r,p}w_{red}\;\;\;=\;\;\;w_{\raise -.3ex 0} \cdot \left( 1-\frac{g \cdot N}{c_{0}^{2} \cdot r} \right)^{p - \frac{1}{2}} } \] (Bas.EleGra.6)

Diese geometrische Verzerrung der Struktur von Elementarteilchen im Gravitationsfeld ergibt sich nach Giese, weil sich mit der Veränderung der Lichtgeschwindigkeit auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wechselwirkungsteilchen ändert, die die beiden Basisteilchen aneinander binden. Dieser der Lorentzkontraktion äquivalente Effekt im Zusammenhang mit Bindungsfeldern ist auch als Heaviside-Ellipsoid bekannt.

Für jede der beiden Hauptachsen H des Ellipsoiden könnte sich theoretisch eine andere Frequenz ergeben, wie schon gesagt. Daher berechnen wir die beiden Frequenzen jeweils nach der Richtung p wie folgt, wenn rS zur Substitution genutzt wird:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { _{r}S\;\;\;=\;\;\;\left( 1-\frac{g \cdot N}{c_{0}^{2} \cdot r} \right) } \] (Bas.EleGra.7)
\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Rightarrow\hspace{10mm} _{r,p}f_{spin,H}\;\;\;=\;\;\;\frac{ c_{\raise -.3ex 0} \cdot {_{r}S^{p}} }{ w_{\raise -.3ex 0} \cdot {_{r}S^{p - \frac{1}{2}}} } } \] (Bas.EleGra.8)
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\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Leftrightarrow\hspace{10mm} _{r,p}f_{spin,H}\;\;\;=\;\;\;\frac{ c_{\raise -.3ex 0} }{ w_{\raise -.3ex 0} } \cdot {_{r}S^{p - \left( p - \frac{1}{2} \right) }} } \] (Bas.EleGra.9)
\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Leftrightarrow\hspace{10mm} _{r,p}f_{spin,H}\;\;\;=\;\;\;\frac{ c_{\raise -.3ex 0} }{ w_{\raise -.3ex 0} } \cdot {_{r}S^{\frac{1}{2}}} } \] (Bas.EleGra.10)
\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Leftrightarrow\hspace{10mm} _{r,p}f_{spin,H}\;\;\;=\;\;\;\frac{ c_{\raise -.3ex 0} }{ w_{\raise -.3ex 0} } \cdot \left( 1-\frac{g \cdot N}{c_{0}^{2} \cdot r} \right)^{\frac{1}{2}} } \] (Bas.EleGra.11)
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\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Leftrightarrow\hspace{10mm} _{r,p}f_{spin,H}\;\;\;=\;\;\;\frac{ c_{\raise -.3ex 0} }{ w_{\raise -.3ex 0} } \cdot \sqrt{1-\frac{g \cdot N}{c_{0}^{2} \cdot r}} } \] (Bas.EleGra.12)

Wie wir sehen, fällt die Richtung p weg. Die beiden Effekte, die richtungsabhängige variable Lichtgeschwindigkeit und die richtungsabhängige Veränderung der Geometrie, heben sich auf, wie oben schon erwähnt.

So können wir die Formel nun doch problemlos für den Umfang und Gieses De-Broglie-Frequenz übernehmen und entsprechend abwandeln:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Rightarrow\hspace{10mm} _{r}f\;\;\;=\;\;\;\frac{ c_{\raise -.3ex 0} }{ u_{\raise -.3ex 0} } \cdot \sqrt{1-\frac{g \cdot N}{c_{0}^{2} \cdot r}} } \] (Bas.EleGra.13)

Die Berechnung dieser geometrischen Verzerrung und der Spin-Rotation, die bei Giese der De-Broglie-Frequenz entspricht, führe ich auch im Rahmen der Quanten-Fluss-Theorie im Abschnitt Längenkontraktion durch.

De-Broglie-Frequenz-Änderung im Gravitationsfeld

Wie verhält sich die so von Giese definierte De-Broglie-Frequenz nun bei steigender Gravitation? Um dies deutlich zu machen, ergänze ich sowohl die Entfernung zur Zentralmasse als auch die Frequenz mit den Differenzen Δr und Δrf:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { _{r}f + \Delta {_{r}f}\;\;\;=\;\;\;\frac{ c_{\raise -.3ex 0} }{ u_{\raise -.3ex 0} } \cdot \sqrt{1-\frac{ g \cdot N }{ c_{0}^{2} \cdot \left( r + \Delta r \right) }} } \] (Bas.EleGra.14)

Soll die Gravitation größer werden, dann muss die Distanz r + Δr zur Zentralmasse kleiner werden, was bedeutet, dass Δr bei festem r negativ sein muss. Der Nenner des Bruchs, indem sich die Distanz r + Δr befindet wird sodann ebenfalls kleiner, was den Bruch vergrößert. Die Differenz unter der Wurzel wird nun kleiner, weil mehr von der Eins abgezogen wird. Eine Wurzel von etwas kleinerem ist ebenfalls kleiner, was den gesamten rechten Term der Gleichung verkleinert. Bei festem rf muss Δrf dann negativ sein:

\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Delta r\;\;\;<\;\;\;0 } \] (Bas.EleGra.15)
\[ \definecolor{formcolor}{RGB}{0,0,0} \color{formcolor} { \Rightarrow\hspace{10mm} \Delta {_{r}f}\;\;\;<\;\;\;0 } \] (Bas.EleGra.16)

Die gesamte Frequenz rf in Formel wird bei zunehmender Gravitation, also bei kleiner werdendem Abstand zur Zentralmasse r, auch kleiner. Die De-Broglie-Frequenz rf eines Elementarteilchens in Gieses Basisteilchenmodell nimmt also bei zunehmender Gravitation ab.

Widerspruch des Basisteilchenmodells zur experimentellen Beobachtung

Qualitativ können wir sagen, dass im Pound-Rebka-Snider-Experiment bei Zunahme der Gravitation, im Gegensatz zum Basisteilchenmodell, eine Zunahme der De-Broglie-Frequenz beobachtet wird.

Das Basisteilchenmodell widerspricht in diesem Punkt also den experimentellen Beobachtungen.

Kein Widerspruch in der fraktalen Quanten-Fluss-Theorie

Die Quanten-Fluss-Theorie besitzt in dieser Beziehung eine andere Feinstruktur und ist daher, trotz der Ähnlichkeit beider Theorien, in der Lage, den Beobachtungen zu entsprechen.

Leptonen-Modell, animiert
Animation 1 New window: Ein Wirkungsquanten-String eines hypothetischen, geladenen Leptons; ein Elektron oder eines seiner Verwandten. Die Wirkungsquanten sind als rote Kugeln dargestellt.

Dies ist möglich, weil in der Quanten-Fluss-Theorie die De-Broglie-Frequenz der Elementarteilchen nicht der Rotation des Haupt-Spins entspricht, wie im Basisteilchenmodell, sondern der inneren Rotation der Wirkungsquanten (Verweis auf die noch einzupflegende Herleitung der Leptonen-Struktur). Und die innere Rotation der Wirkungsquanten erhöht ihre Frequenz bei steigender Gravitation, wie im Pound-Rebka-Snider-Experiment beobachtet. In der sehen wir die De-Broglie-Frequenz in Form der Rotation der rot eingezeichneten Wirkungsquanten um die grüne Lichtbahn.

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Dunkle Materie

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Vakuum und virtuelle Teilchen

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Das Basisteilchenmodell kennt nicht das Vakuum mit virtuellen Teilchen

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Fußnoten

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1. Vgl. Giese, The Apparent Mystery of the Electron, Kap. 2.1 The Mass of the Electron, S. 2.
2. Vgl. Giese, Relativistic Contraction without Einstein!.
3. Im Besonderen erarbeitete, vermutlich als erster, Oliver Heaviside die Kontraktion der Form von in einem Medium oder Äther bewegten, elektromagnetischen Feldern. Die Kontraktion einer bewegten Kugel oder Sphere wurde nach ihm als „Heaviside-Ellipsoid“ benannt:
Vgl. Giese, Relativistic Contraction without Einstein!.
Vgl. Sexl, Relativität Gruppen Teilchen, S. 96.
Vgl. Heaviside, Motion of Electrification through a Dielectric.
Vgl. Heaviside, »On the Electromagnetic Effects due to the Motion of Electrification through a Dielectric«.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Lorentzkontraktion.
Vgl. Wikipedia, Geschichte der Lorentz-Transformation, Heaviside, Thomson, Searle (1888, 1889, 1896).
Vgl. Wikipedia, Michelson-Morley-Experiment, Erklärung, Spezielle Relativitätstheorie.
4. (Weitere Fachliteratur einfügen!)
Internet:
Vgl. Wikipedia, Materiewelle.
5. Vgl. Giese, The Apparent Mystery of the Electron, Kap. 1 Introduction, S. 2.
6. Vgl. Fließbach, Allgemeine Relativitätstheorie.
Vgl. Harrison, Kosmologie, Kap. 8 Allgemeine Relativitätstheorie, S. 253-290.
Vgl. Born, Die Relativitätstheorie Einsteins, Kap. VII. Die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins, S. 266-324.
Vgl. Einstein, »Die Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheorie«.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Allgemeine Relativitätstheorie.
7. Vgl. Shapiro, »Fourth Test of General Relativity«.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Shapiro-Verzögerung.
8. Vgl. Giese, The Origin of Gravity.
9. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, Speed Reduction in Detail, S. 20-22, hier Formel C.7, S. 22. Die Konstante c habe ich wegen der Eindeutigkeit in c0 umbenannt.
10. Vgl. Giese, The Origin of Gravity, Appendix C Variation in the Speed of Light, Speed Reduction in Detail, S. 20-22, hier Formel C.8, S. 22. Die erste Variable rechts neben dem Gleichheitszeichen w0 ist dort mit r benannt. Diese Benennung ist fehlerhaft, weil es eine weitere Variable r unter dem Bruch gibt, die von der ersten unabhängig ist. Beide müssen also unterschieden werden, weil die erste neben dem Gleichheitszeichen eine generelle geometrische Ausdehnung von Strukturen meint, während die zweite den Abstand vom Zentrum einer Zentralmasse bedeutet. Folgerichtig habe ich dann die Variable rred bei Giese in dred umbenannt, weil diese die Reduktion der Ausdehnung einer generellen Struktur meint. Die Konstante c habe ich wegen der Eindeutigkeit in c0 umbenannt.
11. Im Besonderen erarbeitete, vermutlich als erster, Oliver Heaviside die Kontraktion der Form von in einem Medium oder Äther bewegten, elektromagnetischen Feldern. Die Kontraktion einer bewegten Kugel oder Sphere wurde nach ihm als „Heaviside-Ellipsoid“ benannt:
Vgl. Giese, Relativistic Contraction without Einstein!.
Vgl. Sexl, Relativität Gruppen Teilchen, S. 96.
Vgl. Heaviside, Motion of Electrification through a Dielectric.
Vgl. Heaviside, »On the Electromagnetic Effects due to the Motion of Electrification through a Dielectric«.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Lorentzkontraktion.
Vgl. Wikipedia, Geschichte der Lorentz-Transformation, Heaviside, Thomson, Searle (1888, 1889, 1896).
Vgl. Wikipedia, Michelson-Morley-Experiment, Erklärung, Spezielle Relativitätstheorie.
12. Vgl. Fließbach, Allgemeine Relativitätstheorie, Teil III Physikalische Grundlagen der ART, Kap. 12 Gravitationsrotverschiebung, S. 58-64.
Vgl. Vessot, »Test of Relativistic Gravitation with Maser«.
Vgl. Pound, »Effect of Gravity on Gamma Radiation«.
Internet:
Vgl. Wikipedia, Pound-Rebka-Experiment.
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Stand 21. Mai 2021, 09:00 CET.


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