Zerfall des Vakuums, eine Energiequelle der Zukunft

Zerfall des Vakuums

Aus dem leeren Raum kann in der Nähe eines sehr schweren Atomkerns, Materie und Antimaterie entstehen, ohne das man von Außen Energie hinzu führen. (Nein hat absolut nichts mit Bob Lazar zu tun)

Die Bindungsenergie eines Elektrons im Wasserstoffatom beträgt im Grundzustand 13,6eV

Die Äquivalenz von Masse und Energie (E=mc^2) kann man diese Bindungsenergie auch als Masse interpretieren. Elektron und Proton haben im nicht gebunden Zustand zusammen addiert eine größere Masse bzw. Gewicht als im gebunden Zustand. Diese Differenz beträgt eben grade der Bindungsenergie von 13,6eV.
Diese Bindungsenergie wird nun bei Atomkernen mit größerer Ladung entsprechend größer, da hier auch die Kernladung (die Kernladungszahl Z entspricht der Anzahl der Protonen im Kern) entsprechend größer wird.
Bei einer Kernladung von Z=173 erreicht nun die Bindungsenergie, dass doppelte der Ruhemasse eines Elektrons von 0,51 MeV. In der Nähe eines solchen nackten Kernes entstehen nun aus dem Nichts ein Elektron und ein Positron. Stellen wir uns nun vor wir hätten ein Plasma aus Atomen deren Kernladung Z>173 ist.
Wenn wir nun ständig die Elektronen abziehen würden, könnten wir dann beliebig viele Positronen aus dem Vakuum erzeugen? Wäre das eine mögliche Energiequelle für die Zukunft?

Kann da wer was zu sagen, ob das theoretisch überhaupt möglich ist?


lebe lange und in frieden

woher hast du das? und da muss ich mal ein paar gedanken experimente drum bemühen übermorgen hast du die antwort

Ich bin die Macht.
Schweigen ist Gold,Reden ist Silber,Schwatzen ist Blech,aber mit Blech kann man auch Geld verdienen!
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Malehrlich, Poet. Setzt du nicht ein bischen viel voraus? Du sprichst erst von Wasserstoffatomen und dann von schweren Kernen. Und um ein Plasma zu erzeugen, braucht man da nicht ziemlich viel Energie für?

@poet
ähm ich glaube du meinst damit mehr sowas wie fusion das gibts bereits

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@yoda
Spektrum der Wissenschaft: Elementare Materie, Vakuum und Felder
ISBN 3-922508-37-5

Dort ist der Zerfall beschrieben, die Frage der Nutzung zur Energieerzeugung kommt von mir.

@Quaoar
Ja, die Batterie einer Taschenlampe, reicht für das was ich meine wohl nicht mehr aus, aber jeder Blitz/Funke ionisiert schon die Luft, erzeugt also somit auch schon ein Plasma.

@yoda die zweite
Nein, ich meine etwas absolut anderes, Fusion ist was für Kinder. :-)
Es geht hier wirklich um die Erzeugung von Materie und Antimaterie aus dem Vakuum.


lebe lange und in frieden

das nennt sich vakuumfluktuation meinst du das?

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Hm hat schon ein wenig was damit zu tun, es zeigt das, dass das Vakuum ein Energiespektrum besitzt, der nicht gleich null ist. Schon mal was von Nullpunktstrahlung oder Casimir-Effekt gehört?

lebe lange und in frieden

Im Prinzip könnte man auch sagen, man kann einem schwarzen Loch Strahlung abziehen, im Sinne des Vakuums. Aber wie praktikabel ist das?

Was ich meine ist aber, dass physikalische Zustände immer den, mit dem geringsten Energiepotenzial annehmen wollen. Die elektrische Landung eines so exotischen Kerns Z>173 ist isoliert aber so hoch, das sie die doppelte Ruhemasse eines Elektrons übersteigt. Und das reicht dann aus um dem Vakuum die virtuellen Teilchen von den Du sprichst in die Realität zu entreißen. Da Teilchen halt immer nur paarweise, d.h. zusammen mit ihrem Antiteilchen entstehen können. Wenn große Energiemengen auf kleinen Raum konzentriert werden, entstehen ja so immer Teilchen. So wie in den Beschleunigern zum Beispiel. Je höher diese Energie, desto mehr Masse können die entstehenden Teilchen haben. Das ist auch mit ein Grund dafür, das immer Größere Beschleuniger gebaut werden müssen, da die Ruhemasse der Teilchen die die Wissenschaftler suchen eben auch immer größer wird.

Higgs-Masse m_H < 1 TeV/c² nach dem Standartmodel

Bei dem von mir genanten Kernen ist die Ladung nun alleine so hoch das Materie / Antimaterie Paare entstehen können. Hoffe ich konnte Dir helfen, aber wer hilft nun mir?


lebe lange und in frieden

@Quaoar
Ja, das mit dem Schwarzen Loch ist ähnlich. Hier entstehen auch durch Vakuumfluktuation ein Elektronen und Positron Paar. In der Nähe eines Loches nun kann es sein das eines davon ins Loch fällt. Das andere kann sich nun nicht mehr mit dem verbohrenden Vernichten, und es bleibt in der Realität gefangen. So beschreibt auch Onkel Hawking den Masseverlust von schwarzen Löchern, also das diese indirekt auch Strahlung abgeben, und irgend wann ganz Verschwinden werden. Dauert aber für große unglaublich lange.


lebe lange und in frieden

Sag mal, du sprichst doch von Atomkernen, oder? Wo willst du denn nun diese schweren Kerne hernehmen? Eine recht exotische "Energiequelle", scheint mir (aber du sagst es ja selbst). Verzeih mir, wenn ich zwischendurch meinen Senf dazugebe, aber dies ist ja kein Forum für Atomphysiker und ja, eine etwas populärwissenschaftlichere Darstellungsweise fänd ich gut. Sonst kann ich ja gleich "Spektrum" lesen ;-)
MfG,
Q.

@Quaoar
Ja, grinz sind schon sehr exotische Kerne von den ich da spreche, ich gebe mich ja nicht mit solchen Kleinkram Atomen wie Bobs E115 ab. Die Wahrscheinlichkeit, das Kerne mit Z>173 stabil zu finden ist schon sehr mager und geht wohl gegen null. Könnte so in der zweiten Insel der stabilen Transurane liegen, muss ich noch mal prüfen, aber das so ein Kern länger als ne Sekunde nicht auseinander fliegt, kann ich mir nicht vorstellen.
Die Experimente die dazu gemacht wurden, beschleunigen Uran Z=92 und Californium Z=98 Kerne mit 10 MeV pro Atommasseeinheit und schießen die aufeinander. Für den Zeitraum in dem sich dann die Kerne konzentriert in einen ganz kleinen Raum aufhalten, hat man diesen Effekt aber nachgewiesen. Mal angemerkt bei einer Kernladungszahl von Z=10.000 würden 9000 Positronen emittiert. Leider würde man so einen Kern wohl keine 10 hoch -18 Sekunden zusammen halten. Aber für Z einwenig über 173 könnte es klappen.
Habe schon versucht das etwas populärwissenschaftlicher Darzustellen. Magst Du mal lesen wie das die Wissenschaftler beschreiben? .-) Da finde ich nicht mal die Tasten auf meiner Tastatur für.


lebe lange und in frieden

Ähm aber da taucht doch ein problem auf wenn man zum beispiel einem Schwarzen loch so energie entnimmt wird die masse kleiner...
Das müsste bei den Kernen doch auch so sein oder?
Aber andersrum ist das auch wieder nich schlimm das würde dann bedeuten das man aus einem Proton *rechne* rund 2000 positronen gewinnen könnte wenn man es auf diese weise ausbeutet. wäre lukrativ aber da setzte ich erstmal auf die fusionstechnik^^

Mfg matti15

Die Erde ist die Wiege der Menschheit aber wir können nicht immmer in der Wiege bleiben.

Guter Gedanke, ist aber soweit ich das sehe nicht so, denn die Positronen stürzen ja nicht in den Kern. Es entstehen einfach Elektronen und Positronen Paare. Aber das ist ja grade mit eine der Fragen die ich hier Stelle. Kann man so theoretisch Energie gewinnen? Werde mal weiter grübeln.


lebe lange und in frieden

Man kann so energie gewinnen ..
ich hab ne lösung für das problem von mir wenn die energie die für die positronen erschafung nötig ist wird ja dem Raum entzogen und der holt die sich wieder indem er die Krümmung die der Kern erzeugt immer wieter aufhebt also die masse wird geringer. Es muss wenn man zum schluss alle positronen vernichtet die masse zunahme insgesamt null sein nur hat man den ganzen Kern zu 100% in energie umgewandelt...
Wenn ich mir das so überlege ist das eigentlich die perfekte ernergie gewinnung weil mehr als 100% geht (nach heutigen Physikalischen Theorien) ja nich was nicht heißt das es nie möglich sein wird.

Mfg matti15


Die Erde ist die Wiege der Menschheit aber wir können nicht immmer in der Wiege bleiben.

Bin mir da noch nicht ganz so sicher, wie Du es dir zu sein scheinst, man müsste das mal richtig durchrechen, aber meine Fähigkeiten haben auch ihre Grenzen.
Ein Problem was ich sehe, ist das das Entfernen der Elektronen von solch einem Kern eben genau auch zweimal 0,51 MeV beträgt. Das wollte ich dadurch umgehen das ich ein Plasma nehme, denn hier sind die Teilchen eh ungebunden. Theoretisch sehe ich aber eine potenzielle Möglichkeit die Energie direkt dem Vakuum zu entnehmen. Das müsste dann aber irgendwann doch auch Auswirkungen auf das Vakuum selber haben. Ansonsten hätte man eine schier unerschöpfliche Energiequelle, man könnte eventuell sogar Wurmlöcher stabilisieren oder den Warpantrieb basteln.
Die letzen beiden Aussagen meine ich nicht ganz so ernst, eh Ihr mich hier zerreist. :-)


lebe lange und in frieden

Die letzte aussage ist aber realität^^
Die auswirkungen auf das Vakuum wären wie bereits gesagt das sich die krümmung (die bei bekannter materie immer positiv ist) sich langsam aufhebt als bis null oder vielleicht sogar noch weiter (da wären wir dann bei warpantrieb und Wurmlöcher^^.
Bei der abnahme der Krümmung würde dann auch die masse abnehmen bis nichs mehr da ist also bis nich das atom aufgelöst hat die energie die reingegeben werden müsste um die elektronen zu lösen wäre verschwindend gering im gegensatzt zu das was man raus bekäme.

Mfg Matti15

Die Erde ist die Wiege der Menschheit aber wir können nicht immmer in der Wiege bleiben.

Wie kommst Du zu dieser These ?
Hast Du den mal da ein Link ?


lebe lange und in frieden

Welche These meinst du?
Mfg Matti15
ps: hast du icq oder msn? wäre mal interessant mit dir zu reden

Die Erde ist die Wiege der Menschheit aber wir können nicht immmer in der Wiege bleiben.

Das die Masse abnehmen würde und der Kern verschwinden würde.

Habe MSN, aber ich halte es für keine gute Idee die Adresse hier rein zu setzten. Bin auch in der Regel selten zu Hause habe viel arbeit.


lebe lange und in frieden

wenn du interesse hast kannst du mir die ja per e-mail schicken: mattikamp@web.de
ich hab mal irgendwo gelesen im PM oder bild der wissenschaft oder so war auf jedenfall was vertrauenwürdiges.

Mfg Matti15

Die Erde ist die Wiege der Menschheit aber wir können nicht immmer in der Wiege bleiben.