Ist der Nachweis des Graviton möglich

Hallo,

Ich hatte vor kurzem eine Interessante Unterhaltung mit Chat Gpt.
Hier ein Auszug:

Um ein Graviton direkt nachzuweisen, müsste ein Teilchenbeschleuniger also eine Energie von mindestens 10^19 GeV erreichen. Das ist eine enorme Energiemenge und es gibt bisher keinen Teilchenbeschleuniger auf der Welt, der in der Lage ist, solche Energien zu erreichen. Es ist jedoch möglich, dass in der Zukunft neue Teilchenbeschleuniger entwickelt werden, die in der Lage sind, solche Energien zu erreichen und damit das Graviton nachzuweisen.

Quelle: Chat Gpt

Somit ist 10^19 GeV etwa 770.000-mal größer als die maximale Schwerpunktenergie des LHC.

Quelle: Chat Gpt

Was glaubt ihr wäre es möglich so ein Teilchenbeschleuniger in der(fernen)Zukunft zu bauen ?

Kann das Graviton überhaupt nachgewiesen werden?

Grüße
Markus

Und dann kommt die Kardaschow-Skala ins Spiel, berechnet nach dem Weltenenergiebedarf, liegt die Erde bei Typ 0,7
Was wäre wohl möglich bei Typ 2.

Bedenklich ist die derzeitige Produktion aus 80 % fossilen Energieträgern.

Vermutlich ist das technisch einfach nicht unsetzbar:
Bei Wiki steht dazu:

Würde beispielsweise ein Detektor mit einer Masse des Jupiters und einer Effizienz von 100 % in einem nahen Orbit eines Neutronensterns platziert, so wäre nur alle 10 Jahre ein Graviton zu detektieren.[5]

Quelle:

Gravitation ist leider, also leider auf das Thema bezogen, absolut Schwach im Verhältnis zu anderen Kräften.

Nur als Erklärung für deine Skala. Ich musste auch schauen was das bedeutet so poste ich das mal dazu.

mark07 schrieb:Kardaschow-Skala

mark07 schrieb:Was wäre wohl möglich bei Typ 2.

Typ II: Die Zivilisation ist in der Lage, die Gesamtleistung ihres Zentralsterns zu nutzen. Das sind ungefähr 4·1026 W.

Quelle:


Dazu muss man wohl annehmen das eine Zivilisation die es schafft ihre Sonne wie eine Batterie o. Ä. zu nutzen wahrscheinlich schon ein Wissen über das Graviton besitzen.
Mein Gefühl sagt mir das die Beherrschung der Gravitation etwa so weit weg ist wie sie auch auf ein einzelnes Graviton bezogen schwach ist.

mark07 schrieb:Was glaubt ihr wäre es möglich so ein Teilchenbeschleuniger in der(fernen)Zukunft zu bauen ?

Also das ist schon ne Riesen Energie.
Zufällig arbeite ich als operateur an einem teilchenbeschleuniger und bin für die Wartung und Reparatur zuständig. Unsere gesamte strahl Strecke beträgt ca 150 meter und wir gehen bis 100MeV hoch, also noch SEHR weit entfernt 😂

@ Unreal

UnreaI schrieb:Würde beispielsweise ein Detektor mit einer Masse des Jupiters und einer Effizienz von 100 % in einem nahen Orbit eines Neutronensterns platziert, so wäre nur alle 10 Jahre ein Graviton zu detektieren.[5]

Könnest du mal die Quelle dieser Aussage posten, würd mich sehr interessieren.

Verstehe weil der Neutronenstern sehr viele Gravitonen abgibt.

@mark07
Das wird auf der Erde eher nichts. Man muss die Teilchen im Beschleuniger nicht nur beschleunigen, sondern auch exakt in der Spur halten. Gehen wir davon aus, dass die Stärke der Magnete annähend ausgereizt ist (zumindest beschränkt und damit konstant), so geht das nur über eine signifikante Zunahme des Radius. Aufgrund der Beziehungen

E ~ m * v^2 (nichtrelativistisch :troll: )

und

r ~ v^2

wächst der benötigte Radius linear mit der angestrebten Energie. Da der LHC bereits einen Radius von 4,3 km hat, wird es mit der 777.000-fachen Energie etwas eng.

@mark07
Nachtrag: Teilchen der benötigten Energie, sogar etwas darüber, treffen allerdings regelmäßig aus dem All auf die Erdatmosphäre. Eventuell tut sich hier eine Möglichkeit auf, über Sekundärteilchen das Graviton nachzuweisen oder einen Detektor in den Orbit zu schießen. Letzteres wäre aber wohl ein größeres Projekt.

mark07 schrieb am 28.03.2023:Kann das Graviton überhaupt nachgewiesen werden?

Grüße
Markus

Kommt darauf an aus welchem Stall man kommt, dem Stringtheoretiker würde ein Fehlbetrag in der Gesamtenergie auch in den Dimensionen heutiger TBs dazu gereichen das Gravitonen erzeugt wurden und in Zusatzdimensionen abgewandert sind.

Die ART hat keine physikalische Interpretation, da müsste man sich Mini Raumzeitkrümmungen vorstellen, oder es sich im Rahmen der QFT vorstellen. Vorstellbar ist auch Gravitationswellen als Gravitonen zu interpretieren, dann wäre der Nachweis schon erbracht.
Tatsächlich wird es in TBs nur möglich sein allenfalls Zerfallskanäle eines Graviton mittels Mathematischer Methoden aufzuspüren

@mark07

@BoostInvarianz
Wenn ich das so lese - und den Wiki-Artikel über das Graviton dazu - dann habe ich ich den leisen Verdacht das man sowohl an der Grenze des Nachweisbaren angelangt ist was das Graviton betrifft als auch an der Grenze des Verstehbaren was Schwerkraft eigentlich ist. Game over.
Dabei ist Schwerkraft ja allgegenwärtig und ohne weiteres erfahrbar. Die Situation ist irgendwie absurd.

Lupo54 schrieb am 02.05.2023:@BoostInvarianz
Wenn ich das so lese - und den Wiki-Artikel über das Graviton dazu - dann habe ich ich den leisen Verdacht das man sowohl an der Grenze des Nachweisbaren angelangt ist was das Graviton betrifft als auch an der Grenze des Verstehbaren was Schwerkraft eigentlich ist. Game over.
Dabei ist Schwerkraft ja allgegenwärtig und ohne weiteres erfahrbar. Die Situation ist irgendwie absurd.

Das Problem ist die nicht mögliche Quantisierung der ART aber das ist vielleicht auch gar nicht nötig. Die Raumzeit ist ein mathematisches Konstrukt, ihr wohnen geometrische Eigenschaften inne mit der sich die Gravitation beschreiben lässt. Gravitation ist aus dieser Sicht auch keine Kraft, sondern einfach nur eine von der Natur festgelegte Geometrie.

Im Quantenbild ist Gravitation weder Kraft noch Geometrie, sie ist Eichboson, eben das gesuchte Graviton. Es existieren dazu ja auch Thesen wie die Stringthorie oder die Quantenschleifentheorie (ob die Bezeichung Theorie gerechtfertigt ist sei mal da hingestellt, eine Theorie muss prinzipiell falszifzierbar sein. Ob das der Fall ist bei den 2 Kandidaten darf bezweifelt werden.

Ich schrieb das allenfalls Zerfallskanäle eines Graviton mathematisch interpretiert in Tbs detektiert werden könnten, dazu sollte man wissen das Freeman Dyson mal berechnet hat das ein Detektor von der Größe der Erde von der Sonne gerade einmal 4 Gravitonen in Zerfallskanälen hätte detektieren können. (in der gesamten Lebenszeit der Sonne von ca. 4,6 Mrd. Jahren).

Vieles was erfahrbar ist, ist nicht befriedigend erklärbar. Absurd würde ich es nicht nennen. Vielleicht ist die Raumzeit nicht fundamental, sondern emergent. Die Struktur der Raumzeit könnte sich aus viel tiefer gelegenen Komponenten aufbauen als aus quantisierten Ansätzen. Dann wäre aber vermutlich für unsere Spezies wirklich Game Over weil unsere geistigen Fähigkeiten dazu nicht ausreichen und es vielleicht nie tun werden.

@Lupo54

Aber die Forschung an Schwarzen Löchern hat begonnen, einige erstaunliche Erkenntnisse zu liefern. Einige theoretische Modelle und Experimente deuten darauf hin, dass Schwarze Löcher die Brücke zwischen diesen beiden scheinbar unvereinbaren Theorien sein könnten. Zum Beispiel könnten sie Informationen über die Quantenphysik im Mikrokosmos in einer Art und Weise kodieren, die auf der makroskopischen Ebene in der Relativitätstheorie erkennbar wird. Dies könnte der Schlüssel sein, um endlich die lang ersehnte "Theorie von Allem" zu entwickeln, die beide Theorien zusammenführt.