Das Fadenmodell für Teilchen, Eichkräfte und Gravitation

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Bernhard

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Konkret: was sagt das Strand-Modell zu einem beliebigen Boost einer Lösung der Dirac-Gleichung, wobei letztere ja aus dem Strand-Modell folgt?
Hast du die Arbeit von Battey-Pratt und Racey noch nicht gelesen? Falls nein, eine Empfehlung meinerseits. Der Kanal PBS auf YouTube wirbt ja auch recht stark für den Diracschen Gürteltrick, was für mich schon ein gewisses "Gewicht" hat. Die Frage bleibt, ob das eben nur zweckmäßige Veranschaulichungen sind. Der Sprung hin zur Planck-Skale wirkt gewagt, eben weil es dazu keine aussagekräftigen Experiemente gibt.
 

TomS

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Hast du die Arbeit von Battey-Pratt und Racey noch nicht gelesen?
Bin gerade dabei.

Ich sehe nicht, dass es da eine Restriktion für Boosts und damit für die erreichbare Energie gäbe. Das ist aber für das Argument bzgl. der Strands zentral.

Der zweite Punkt ist, dass dort die Kopplung an Eichfelder fehlt. Nun ist es aber so, dass wenn ich von der Dirac-Gleichung ausgehe, zwar die zulässige Kopplung an Eichfelder gewissen Einschränkung unterliegt, deren zulässiger kinetischer Term ebenfalls eingegrenzt wird, mich jedoch niemand zwingt, diese Kopplung auch durchzuführen
Mit anderen Worten, wenn ich nicht bereits wüsste, dass ich Eichfelder benötige, würde ich sie nicht einführen.
 

Bernhard

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Ich sehe nicht, dass es da eine Restriktion für Boosts und damit für die erreichbare Energie gäbe. Das ist aber für das Argument bzgl. der Strands zentral.
Der Tipp bezog sich nur auf die Herleitung/Begründung der Dirac-Gleichung mit Hilfe von Strands, wobei die Strands in der Arbeit von Battey-Pratt auch eher als Veranschaulichung der Formeln verwendet werden ohne die Existenz von Strands zu behaupten.

Der zweite Punkt ist, dass dort die Kopplung an Eichfelder fehlt. Nun ist es aber so, dass wenn ich von der Dirac-Gleichung ausgehe, zwar die zulässige Kopplung an Eichfelder gewissen Einschränkung unterliegt, deren zulässiger kinetischer Term ebenfalls eingegrenzt wird, mich jedoch niemand zwingt, diese Kopplung auch durchzuführen
Mit anderen Worten, wenn ich nicht bereits wüsste, dass ich Eichfelder benötige, würde ich sie nicht einführen.
Klar. Tangle hat oben eine Arbeit zum Zusammenhang zwischen den Reidemeister-Bewegungen und den Lie-Algebren angegeben. Vielleicht findet man da etwas zu dieser Frage. Habe es (noch) nicht gelesen.
 

Tangle

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Der Tipp bezog sich nur auf die Herleitung/Begründung der Dirac-Gleichung mit Hilfe von Strands, wobei die Strands in der Arbeit von Battey-Pratt auch eher als Veranschaulichung der Formeln verwendet werden ohne die Existenz von Strands zu behaupten.
Ich habe regelmäßig Kontakt zu Racey. Er glaubt an die Existenz von Fäden. Battey-Pratt glaubte vor seinem Tod auch daran. Racey hat auch https://www.researchgate.net/publication/361866270 (eine ältere Version) gelesen.
 
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TomS

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Der Tipp bezog sich nur auf die Herleitung/Begründung der Dirac-Gleichung mit Hilfe von Strands
Klar. So hatte ich das verstanden. Danke 👍

… wobei die Strands in der Arbeit von Battey-Pratt auch eher als Veranschaulichung der Formeln verwendet werden ohne die Existenz von Strands zu behaupten.
Auch klar.

Tangle hat oben eine Arbeit zum Zusammenhang zwischen den Reidemeister-Bewegungen und den Lie-Algebren angegeben. Vielleicht findet man da etwas zu dieser Frage. Habe es (noch) nicht gelesen.
Das Problem nochmal anders formuliert:

Reidemeister-Bewegungen und algebraische Beziehungen im Falle von Lie-Algebren sind zumindest glaubwürdig. Aber eine Zusammenhangsform in einem Faserbündel ist ein differentialgeometrisches Objekt, für das ich nirgends sehe, wie es resultiert.

Wenn ich dir eine Straße zeige, wirst du erkennen, dass Räder nur kreisförmig sein können. Aber du weiß noch nicht, wie ein Motor funktioniert, oder ob's evtl. auch Pferd und Kutsche tun.

😉
 

TomS

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Ich habe regelmäßig Kontakt zu Racey. Er glaubt an die Existenz von Fäden. Battey-Pratt glaubte vor seinem Tod auch daran. Racey hat auch https://www.researchgate.net/publication/361866270 (eine ältere Version) gelesen.
Ich bezweifle ja nicht, dass man das als Ausgangspunkt nehmen kann.

Ich sehe jedoch nicht, dass du all das zeigst, was du behauptest zu zeigen. Zumeist motivierst es allerhöchstens.

Streiche sämtliche kühnen Behauptungen zu Eindeutigkeit, Beweisen, Experimenten usw., schreibe ein kurzes Paper zu deiner Idee inkl. sämtlicher offener Punkte – dann findest du auch Mitstreiter.
 
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Bernhard

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Reidemeister-Bewegungen und algebraische Beziehungen im Falle von Lie-Algebren sind zumindest glaubwürdig. Aber eine Zusammenhangsform in einem Faserbündel ist ein differentialgeometrisches Objekt, für das ich nirgends sehe, wie es resultiert.
Stimmt. Die von Tangle oben verlinkte Arbeit leistet das nicht.

Die Eindeutigkeit zB des https://de.wikipedia.org/wiki/Levi-Civita-Zusammenhang im https://de.wikipedia.org/wiki/Levi-Civita-Zusammenhang#Hauptsatz_der_riemannschen_Geometrie ist ein Spezialfall und erfordert mathematische Bedingungen, die explizit angegeben werden können. In der https://de.wikipedia.org/wiki/Einstein-Cartan-Theorie wird die Zusammenhangsform über explizite physikalische Hypothesen festgelegt.
 

Tangle

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Stimmt. Die von Tangle oben verlinkte Arbeit leistet das nicht.
Das war auch nicht das Thema der Arbeit (s. Abstract), wäre aber einfach daraus abzuleiten. Es ging in der Arbeit darum zu zeigen, wie die Liegruppen des Standardmodell entstehen. Es ging auch darum zu zeigen, dass alle numerischen Koeffizienten der Liealgebren, v.a. von SU(3), durch das Fadenmodelll entstehen, in einer Weise, die für jeden Leser, insbesondere jeden Studenten, nachvollziehbar ist.

Diese Herleitung der drei Liegruppen der Eichwechselwirkungen bedeutet unter anderem, dass es keine große Vereinheitlichung geben kann, bei keiner Energie. Diese Vorhersage ist derzeit eher unüblich, aber stimmt bisher mit allen Experimenten (Messungen der Dipolmomente, Zerfälle, uä) überein.

Die Kombination von Herleitung der Eichgruppen und gleichzeitigem Ausschluss alle anderen denkbaren Liegruppen ist im Abschnitt 32 des Textes https://www.researchgate.net/publication/361866270 auf wenigen Seiten zusamengefasst. Bisher scheint es in der Literatur keinen anderen Ansatz zur Vereinheitlichung von Quantentheorie und Gravitation zu geben, der diese Ergebniskombination liefert.
 

Bernhard

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Das war auch nicht das Thema der Arbeit (s. Abstract), wäre aber einfach daraus abzuleiten.
Ich habe (auf Anregung von Tom hin) oben mit einigen Links gezeigt, dass das eben keine allgemein triviale oder selbstverständliche und auch keine abschließend geklärte Ableitung ist.

Die Eindeutigkeit und Allgemeingültigkeit der Standardmodelle aus Elementarteichen- und Gravitationsphysik sind auf bestimmten, aber sicher nicht auf allen denkbaren Gebieten eindeutig geklärt. Inwieweit zB die Torsion in die Gravitationsphysik einbezogen werden muss, werden gemäß weit verbreiteter Auffassung erst zukünftige Experimente zeigen.
 

TomS

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Du verstehst das Problem nicht.

Es ging in der Arbeit darum zu zeigen, wie die Liegruppen des Standardmodell entstehen.
Das zeigst du aber nicht. Du zeigst lediglich – wenn die Mathematik korrekt ist, die in deiner Arbeit fehlt – wie Lie-Algebren resultieren. Dabei zeigst du außerdem nicht, welche konkrete Darstellung.

Es ging auch darum zu zeigen, dass alle numerischen Koeffizienten der Liealgebren, v.a. von SU(3) su(3), durch das Fadenmodelll entstehen, in einer Weise, die für jeden Leser, insbesondere jeden Studenten, nachvollziehbar ist.
Für mich ist sie nicht nachvollziehbar.

Diese Herleitung der drei Liegruppen der Eichwechselwirkungen …
Das suggeriert, du würdest überhaupt eine Wechselwirkung herleiten; das tust du nicht, weil du ausschließlich diskrete Algebra betrachtet – was anderes als diskret sind Reidemeister-Bewegungen?

Es bleibt völlig unklar, warum diese Lie-Algebren zu einer lokalen Symmetrie führen sollten, nicht nur zu einer globalen; aus letzterem würde keine kovarianten Ableitung d.h. keine Wechselwirkung resultieren.

Es fehlt ein Prinzip, das die Einführung eines Faserbündels (eines differentialgeometrischen Konstruktes) motiviert.

Bisher scheint es in der Literatur keinen anderen Ansatz zur Vereinheitlichung von Quantentheorie und Gravitation zu geben, der diese Ergebniskombination liefert.
Wie gesagt, ich bezweifle, dass dein Ansatz das liefert; er veranschaulicht bestimmte algebraische Beziehungen, aber keine Dynamik (Lagrangian, Hamiltonian).
 
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Tangle

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Ich habe (auf Anregung von Tom hin) oben mit einigen Links gezeigt, dass das eben keine allgemein triviale oder selbstverständliche und auch keine abschließend geklärte Ableitung ist.
Für den flachen Raum und die drei üblichen Liegruppen ist das schon einfach. Aus den Liealgebren folgen die Liegruppen, wie im Paper dargelegt. Mit diesen lokalen Eichgruppen im flachen Raum ist es dann das übliche begriffliche Vorgehen.

Die Eindeutigkeit und Allgemeingültigkeit der Standardmodelle aus Elementarteichen- und Gravitationsphysik sind auf bestimmten, aber sicher nicht auf allen denkbaren Gebieten eindeutig geklärt. Inwieweit zB die Torsion in die Gravitationsphysik einbezogen werden muss, werden gemäß weit verbreiteter Auffassung erst zukünftige Experimente zeigen.
Das Fadenmodell sagt ja klar voraus, dass die Torsion in der Natur keine Rolle spielt, und dass, wenn Experimente doch das Gegenteil zeigen sollten, das Fadenmodell augenblicklich widerlegt ist. Dasselbe gilt für jede weitere Liegruppe, für die große Vereinheitlichung, die Supersymmetrie, usw.
 

Tangle

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Das zeigst du aber nicht. Du zeigst lediglich – wenn die Mathematik korrekt ist, die in deiner Arbeit fehlt – wie Lie-Algebren resultieren. Dabei zeigst du außerdem nicht, welche konkrete Darstellung.
Ich meinte diesen Text https://www.researchgate.net/publication/374297019

Die mit den Fäden abgeleitete Darstellung von SU(2): siehe Gleichung 2 und Text darunter.
Die mit den Fäden abgeleitete Darstellung von SU(3): siehe Tabelle 1 und der erklärende Text dazu auf Seiten 14 bis 16.
"Darstellung" heißt auf Englisch "representation".

Zu Ableitung der Liegruppen aus den Liealgebren: für SU(2) siehe Seite 10, zweite Hälfte. Für SU(3), siehe Seite 16, zweite Hälfte.

Der Text enthält natürlich die gesamte Mathematik, die notwendig ist, um die Lie Algebren und die zugehörigen Lie Gruppen abzuleiten. Wenn doch etwas fehlen sollte, lade ich den ersten, der das nachweist, zum Essen ein.
 

TomS

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Ok, danke.

Dann fehlt mir jedoch immer noch dies:
Das [Diese Herleitung der drei Liegruppen der Eichwechselwirkungen …] suggeriert, du würdest überhaupt eine Wechselwirkung herleiten ...

Es bleibt völlig unklar, warum diese Lie-Algebren zu einer lokalen Symmetrie führen sollten [OK, das kann man aufgrund der lokalen Reidemeister-Moves verargumentieren] ... Es fehlt ein Prinzip, das die Einführung eines Faserbündels (eines differentialgeometrischen Konstruktes) motiviert.

... ich bezweifle, dass dein Ansatz das liefert; er [liefert ]keine Dynamik (Lagrangian, Hamiltonian).

Anders formuliert: wenn ich dir nichts weiter als eine perfekte Sphäre gebe, und dich frage, was dir dazu einfällt, warum solltest du auf die Idee kommen, dass du über der adjungierten Darstellung der SU(2) d.h. der SO(3) eine Zusammenhangsform d.h. ein Faserbündel konstruieren sollst?

1. fehlt dir dazu die Motivation, und 2. fehlt dir eine raumzeitliche Struktur.
  1. musst du für die Motivation wissen, worauf die hinauswillst, nämlich auf Eichtheorien. Das sagen dir die Strands jedoch nicht, d.h. du konstruierst die Eichtheorie nicht aufgrund der Strands, sondern weil du bereits weißt, dass sie dein Ziel sein muss. Anders formuliert: wüsstest du nichts von Eichtheorien, würdest du auch keine konstruieren.
  2. benötigst du neben der Lie-Gruppe einen Base Space, über dem die Gruppe entlang der Fasern wirkt. Ein Strand liefert dir sicher keinen 4-dim. Base Space (eine Minkowski- oder Riemann-Mannigfaltigkeit). Die Minkowski- oder Riemannsche Mannigfaltigkeit selbst liefert dir zwar den Base Space, jedoch ist dies gerade das, was du im Rahmen der QG loswerden willst - eine glatte Mannigfaltigkeit bis zu beliebig kleinen Längen.
Du hast also keinen Grund, ein Faserbündel zu konstruieren, tust jedoch genau das, weil du auf wechselwirkende Eichfelder hinauswillst, und führst ad hoc ein Faserbündel ein, dessen Base Space du jedoch letztlich ablehnen musst, weil du ja eine untere Länge anstrebst 😳

Was du stattdessen benötigst, ist eine alternative und ggf. "diskrete" Dynamik, die ohne Faserbündel auskommt, aus der dieses Faserbündel jedoch in einer gewissen Approximation resultiert. Aber genau das – eine eigenständige und mathematisch formulierte Theorie der Strands inkl. Dynamik – sehe ich bei dir nicht.

(etwas Ähnliches – die Ableitung von Teilchen aus Spin-Netzwerken – wurde im Rahmen der LQG diskutiert, vor ca. 15 Jahren oder so).
 
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