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Thema: Antimaterie: Hybride Atome in superflüssigem Helium

  1. #21
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    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Dann also würde also "bald" ein anderes Elektron den Platz des verdrängten Elektrons wieder einnehmen und das System instabil.
    Solange das Antiproton in der Bahn ist, ist das gesamte Atom elektrisch neutral und damit für ein freies Elektron mMn weitgehend "unsichtbar". Das Elektron muss ja in erster Linie per Elektromagnetismus reagieren und wird vom Antiproton dabei auch noch abgestoßen.
    Freundliche Grüße, B.

  2. #22
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Man erinnert sich besser an die Elektronenorbitale. Bei denen gibt es auch immer eine gewisse Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Elektron direkt bei r=0, also im Kern aufhält.

    (...)

    Im Unterschied zu den Antiprotonen reagieren die Elektronen üblicherweise aber nicht mit dem Kern, abgesehen vom radioaktiven Elektroneneinfang. Bei den Antiprotonen gibt es nun bei jedem Kontakt mit dem Kern eine gewisse Wahrscheinlichkeit für die Annihilation.
    Hallo Bernhard,

    ja, ich glaube, das ist es: die massiv erhöhte Aufenthaltswahrscheinlichkeit der "Bahn" des Antiprotons im Atomkern.


    Trotzdem auch hierzu eine Frage: die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen ist ja eine Folge der Wellen-/Teilchen-Dualität, die aber beim Elektron deutlich stärker ausgeprägt ist als beim viel massereicheren Antiproton. Muss man das nicht bei den Überlegungen berücksichtigen ?


    Freundliche Grüsse, Ralf

  3. #23
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    Hallo Ralf,

    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Trotzdem auch hierzu eine Frage: die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen ist ja eine Folge der Wellen-/Teilchen-Dualität, die aber beim Elektron deutlich stärker ausgeprägt ist als beim viel massereicheren Antiproton. Muss man das nicht bei den Überlegungen berücksichtigen ?
    der Welle-Teilchen-Dualismus hängt ja erstmal nicht von der Masse ab, wie ein Vergleich Elektron-Muon-Tauon zeigt. Alle drei können auch im Atom abgesehen von der schwachen Wechselwirkung direkt durch die Dirac-Gleichung beschrieben werden und besitzen deshalb auch den genannten Dualismus. Die Masse ist aber trotzdem ein wesentlicher Parameter eines jeden quantenmechanischen Modells "unseres" exotischen Heliumatoms.

    Näherungsweise ist das Antiproton ein negativ geladenes Spin-1/2-Teilchen und ähnelt damit einem schweren Elektron. Weitere Details kann man deshalb auch mit diesem Artikel abschätzen https://de.wikipedia.org/wiki/Myonischer_Wasserstoff

    Darüberhinaus kann man noch die innere Struktur des Antiprotons erwähnen, die dann aber eher weitere Details des Prozesses der Annihilation betreffen.
    Freundliche Grüße, B.

  4. #24
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    hallo Bernhard und Ralf,

    mit der Radosophie des Bohr-Modells wollte ich etwas grundschulmäßig veranschaulichen, obwohl die meisten Länder es aus dem Lehrprogramm genommen haben.

    aus lauter Neugier habe ich eine einzige Arbeit 1992 zur Annihilation im He-Kern gefunden https://www.osti.gov/biblio/7112437-...ilation-helium
    Ein Modell der Antiprotonenvernichtung an leichten Kernen wird vorgeschlagen. Es wird ein Vergleich mit umfangreichen experimentellen Daten zu Multiplizitäten, inklusiven Spektren,
    Winkelkorrelation und Fremdheitsproduktion angestellt. Das Modell gibt die experimentellen Ergebnisse recht gut wieder. / google hat geholfen
    der Autor Sibirtsev, A A. ist zwar auf arxiv und researchgate reichlich vertreten, aber diese Veröffentlichung gibt's nirgends open access

    Grüße Dip

  5. #25
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    Zitat Zitat von Herr Senf Beitrag anzeigen
    mit der Radosophie des Bohr-Modells wollte ich etwas grundschulmäßig veranschaulichen, obwohl die meisten Länder es aus dem Lehrprogramm genommen haben.
    Hallo zusammen,

    ich denke, das ist gar keine so schlechte Idee, weil man so eine Idee von den Grössenverhältnissen in diesem Atom erhält. Man muss sich einfach bewusst sein, dass da eben auch noch Wahrscheinlichkeiten hineinkommen, die zur Folge haben, dass diese Teilchen der Atomhülle "gelegentlich" auch in Kernnähe sind.

    Ich habe noch eine andere Frage, die Euch vermutlich (im Gegensatz zu mir) klar ist; ich zitiere aus Stefans Zusammenfassung:

    Die Forscherinnen und Forscher mischten die langsamen Antiprotonen mit flüssigem Helium, das sie auf Temperaturen von wenigen Grad über dem absoluten Nullpunkt bei minus 273 Grad Celsius abkühlten. Dabei fingen Atome des Heliums einen kleinen Teil der Antiprotonen ein. Jedes eingefangene Antiproton ersetzte eines der beiden Elektronen, die normalerweise einen Helium-Atomkern umgeben – und formten so ein Gebilde, das lange genug stabil blieb (...)
    Wie funktioniert dieses "Ersetzen" konkret ? Ich glaube verstanden zu haben, dass beim Eintauchen der langsamen Antiprotonen in das gekühlte flüssige Helium einige dieser Antiprotonen von den Heliumatomen eingefangen wurden.

    Dann haben wir da aber zunächst einmal einen Heliumkern mit 2 Protonen und 2 Neutronen, es ist ja ein 4He-Kern, 2 Elektronen auf ihren "Umlaufbahnen", d.h. orbitale Wahrscheinlichkeiten u.ä., sowie eben quasi als "Siebten im Bunde" das eingefangene Antiproton.


    Wie gelingt es nun konkret, dass dieses Antiproton die Hülle nicht nur ergänzt und somit ionisiert, sondern zusätzlich eines der vorhandenen Elektronen der Hülle "ersetzt", sprich dieses aus dem Atom "herausschmeisst" ?



    Freundliche Grüsse, Ralf

  6. #26
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    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Wie gelingt es nun konkret, dass dieses Antiproton die Hülle nicht nur ergänzt und somit ionisiert, sondern zusätzlich eines der vorhandenen Elektronen der Hülle "ersetzt", sprich dieses aus dem Atom "herausschmeisst" ?
    In Analogie zum myonischen Wasserstoff tippe ich mal darauf, dass bei diesem Austausch Energie frei wird und deshalb stattfindet.

    Anschaulich gesprochen ist die Anziehungskraft zwischen dem Kern und dem Antiproton etwas höher als bei dem Kern und dem zweiten Elektron.
    Freundliche Grüße, B.

  7. #27
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    Zitat Zitat von Herr Senf Beitrag anzeigen
    PS: viel interessanter erscheint mir aber ein altes/neues Problem, daß experimentell das W-Boson nicht in das theoretische Standardmodell paßt
    https://www.scinexx.de/news/physik/w...tandardmodell/


    Theorie 80,357 MeV zu Experiment 80,4335 MeV, Differenz 0,765 MeV, Signifikanz 7 Sigma
    AFAIK wird die Masse des W vom Standardmodell nicht vorhergesagt.

    Es gibt laut Standardmodell einen Zusammenhang zwischen der Masse des W und der Masse des Z über den freien Weinbergwinkel: https://de.wikipedia.org/wiki/Weinbergwinkel .

    Beide Massen sind demnach unabhängig und wären demnach ebenso wie der Weinbergwinkel unabhängige Parameter des Modells.

    Vielleicht gibt ja das Paper dazu noch mehr Informationen?
    Freundliche Grüße, B.

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