Frage: Gibt es einen Maximalzustand von Strahlung?

[Skorpid]

Hallo Forenmitglieder,

ich bin in meiner Lektüre über die Mitteilung der Entdeckung von starken Magnetfeldern am Rande von schwarzen Löchern gedanklich über eine Frage gestolpert, die mir Professor Google und Dr. Wiki nicht beantworten konnte:
Am langwelligen (Lebens-)Ende des Spektrums steht die Annihilation der Strahlung bzw. deren Aufgehen in einem anderen Energiezustand (zumindest habe ich das so verstanden), sprich ein Photon trifft auf einen Holzblock, gibt seine Energie an das Atom weiter auf das es trifft (sozusagen ein sehr abruptes Abbremsen auf 0) und ist dann nicht mehr da und wenn es daneben trifft fliegt es eben immer weiter, wird durch äußere Einflüsse immer langwelliger.
Doch gibt es auch ein Energiemaximum im Strahlenspektrum? Sprich, gibt es ein Maximum am Rande der Gammastrahlung nach der nichts mehr kommen kann, und wenn ja, warum?

 

[Herr Senf]

Hallo Skorpid,

das Ende heißt GZK-Cutoff.
Von hier aus http://de.wikipedia.org/wiki/GZK-Cutoff kannst du in die Experimente und Erklärungen googeln.

Grüße Senf

 

[Bernhard]

Hallo HS,

das Ende heißt GZK-Cutoff.

der GZK-Cutoff bezieht sich doch auf Protonen? Skorpid hatte aber nach Photonen gefragt. Höchstenergetische Photonen sollten ihre Energie eigentlich vorwiegend über Paarbildung verlieren. Wegen der Impulserhaltung ist da aber zusätzliche Materie nötig. Im Vakuum geht das also nicht. Darüberhinaus gibt es angeblich noch eine Photon-Photon-Streuung mit extrem geringem Streuquerschnitt. Auch da findet ein Energieübertrag statt.
MfG

 

[pane]

verstehe ich es richtig, wenn ich meine, dass Planeten um ein Neutronenstern oder gar um ein schwarzes Loch von sehr viel härtere Strahlung getroffen werden können?

mit freundlichen Grüssen
pane

 

[Herr Senf]

Hallo Skorpid & Bernhard,

sorry für den GZK-Cutoff, mein Bauch sagt, da könnte es einen Zusammenhang geben:
man muß nach Gamma-Blitzen und Gamma-Astronomie suchen, bin wieder über ru-wiki fündig geworden.

Zur Klassifikation der Gamma-Strahlung
weich von 10^5 - 10^6 eV
mittel bis ........... 10^7
hart bis ..............10^11
superhart bis .......10^14
ultrahart bis ........10^17

Legt den Schluß nahe, daß über 10^17 eV nichts mehr erwartet wird,
das bisher energiereichste gefundene "Photon" hatte 16 TeV = 16*10^12 am Anfang von superhart.

Superharte und ultraharte Gamma-Strahlung wird durch relativistische Elektronen und Protonen erzeugt,
das Spektrum ist kontinuierlich, also ist Ausgangspunkt ein kollimierter Teilchenjet, der eine Energieobergrenze hat.
Der Lorentzfaktor ist > 300 und die Magnetfelder liegen so bei 10^10 Gs, man braucht eine ordentliche Maschine.
Es gibt möglicherweise im Jetzt-Kosmos keine Maschine, die größer 10^17 hinkriegen könnte.

Grüße Senf

 

[ralfkannenberg]

Zur Klassifikation der Gamma-Strahlung
weich von 10^5 - 10^6 eV
mittel bis ........... 10^7
hart bis ..............10^11
superhart bis .......10^14
ultrahart bis ........10^17

Legt den Schluß nahe, daß über 10^17 eV nichts mehr erwartet wird

Hallo Herr Senf,

wenn ich mich recht entsinne hat man am Pierre Auger Observatorium kosmische Strahlung ~10^20 eV gefunden hat.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Herr Senf]

Hallo Ralf,

"ja, aber" Auger detektiert über Luftschauer superschnelle Protonen 10^17 bis 10^20 eV, also bis 10^3 mal mehr als Oberkante Photonen.
Die sollen aus der Schockwelle von SN-Explosionen kommen, wo sie nochmal "nachtanken", und geben wohl nichts an die Gamma-Strahlen ab.

Grüße Senf

 

[mac]

Hallo Skorpid,

vielleicht hilft Dir http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Einheiten#Abgeleitete_Gr.C3.B6.C3.9Fen weiter?

Herzliche Grüße

MAC

 

[FrankSpecht]

Moin MAC,

demnach wäre die höchste Energie die einer Supernova mit 10[SUP]44[/SUP] J.
Wäre das für den Urknall nicht zu wenig?

PS: Während ich das frage: Joules to electron-volts conversion
Da hinkt der LHC mit seinen geplanten 33 TeV (Schwerpunktenergie) ja noch weiter hinter her als von mir gedacht...

 

[mac]

Hallo Frank,

wenn ich das richtig verstehe, dann ist die Planck-Masse = Planck-Energie die größtmögliche ‚Punktmasse‘

Siehe dazu auch: http://en.wikipedia.org/wiki/Planck_mass#Significance

Daraus schließe ich, daß es auch kein (einzelnes) Photon mit einer größeren Energie als eben der Planck-Energie geben kann.

Eine Supernova ist dagegen keine Punktmasse und auch wenn das gelegentlich so geschrieben wurde ‚Universum in einem Punkt‘, so glaube ich nicht, daß das wirklich genau so gewesen ist, zumindest nicht ohne weitere ‚Randbedingungen‘ Eine davon: Die Expansion muß mit dem, mit fortschreitender Zeit wachsenden Horizont, mindestens schritthalten, sonst wird aus dem Universum nix besseres als ein schwarzes Loch (Laut Lee Smolin könnte es das ja sogar sein – aber da war ich noch nie kompetent genug für eine Entscheidung für oder wider)

Herzliche Grüße

MAC

 

[TomS]

... wenn ich das richtig verstehe, dann ist die Planck-Masse = Planck-Energie die größtmögliche ‚Punktmasse‘

Siehe dazu auch: http://en.wikipedia.org/wiki/Planck_mass#Significance

Daraus schließe ich, daß es auch kein (einzelnes) Photon mit einer größeren Energie als eben der Planck-Energie geben kann.

Das ist ein Denkfehler. Die Energie eines Photons ist doch keine invariante Größe, sondern bezugssystemabhängig. In einem anderen Bezugssystem könnte sie durchaus größer sein.

 

[mac]

Hallo Tom,

Das ist ein Denkfehler. Die Energie eines Photons ist doch keine invariante Größe, sondern bezugssystemabhängig. In einem anderen Bezugssystem könnte sie durchaus größer sein.

Stimmt! Da hab' ich zu früh aufgehört mit Nachdenken.

Danke und herzliche Grüße

MAC