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Alt 21.09.2009, 11:58   #21
Sakslane
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Da ist man mal zwei Wochen auf einer Konferenz in Griechenland und schon schießen die Themen wie Pilze aus dem Boden...

Also, um noch einmal auf die ursprüngliche Frage zurückzukommen, die am Anfang dieses Threads gestellt wurde: Gibt es Belege dafür, dass im Inneren der Sonne wirklich Kernfusion stattfindet?

JA!

Und zwar ist die thermische Strahlung in Form von Photonen nicht die einzige Strahlungsform, die uns auf der Erde erreicht (auch wenn sie die einzige für das menschliche Auge sichtbare ist - und die einzige, die man um 1900 nachweisen konnte). Außer Photonen kommen bei uns auf der Erde Neutrinos an - und die sind ein klares Anzeichen dafür, dass in der Sonne ein "inverser Betazerfall" stattfindet, d.h. eine Umwandlung von Protonen in Neutronen. Dieser wiederum ist ein Anzeichen dafür, dass (einfacher) Wasserstoff in Helium umgewandelt wird, im Rahmen der Kernfusion. Und da die Sonne nun einmal überwiegend aus Wasserstoff (und Helium) besteht, wie man aus ihrem Spektrum ablesen kann, ist die Kernfusion von Wasserstoff zu Helium die einzige Möglichkeit zur Energieerzeugung in der Sonne, die mit den Beobachtungen im Einklang steht.
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Alt 21.09.2009, 14:07   #22
-CC-
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Zitat:
Zitat von SoulOfHeld Beitrag anzeigen

@-CC-
Das bezog sich auf "Auf Bergen herschen nun stärkere Winde und die Luft kann sich so nicht stark Erwärmen" und ich muss Ihnen sicher nicht erklären, dass die Luftreibung eine zusätzliche (wenn auch geringe) Wärmeentwicklung bedeutet.

Diese Behauptung wird umso erstaunlicher (da sie ja nun von Ihnen kommt), weil es bedeuten müsste dass man im All (zumindest in einem gewissen Rahmen) Wärme übertragen kann. Sollte genau das der Fall sein, so würde das ein entweichen der Erdwärme zwar erklären, aber in dem Zusammenhang erklären Sie zugleich, dass es im All kein Vakuum haben kann. Sind Sie sicher, dass sie das damit sagen wollen?
Ach hätte ich doch lieber die tolle von Ihnen angesprochene Fachliteratur dazu gelesen, denn dann müsste ich nicht so dümmliche Fragen stellen.

1. Die Luftreibung spiel eine untergeordnete Rolle! Schließlich sprechen auch sie von einer kühlen Briese im Sommer, da die Wärmestrahlung in diesem Fall dominiert.

2. Wie schließen Sie von meinem Beitrag drauf, dass im All eine Vakuum vorherscht? Erklären Sie mir bitte diesen Zusammenhang:
Ich spreche explizit von stoffunabhängigen Wärmetransport: der Wärmestrahlung. Diese benötigt keine stofflichen Transportmedien wie die Konvektions oder die Konduktion.

In der Fachliteratur können Sie nachlesen das die Erde eine Infrarotquelle mit einer Durchschnittstemperatur von 290[K] ist. Ebenso gilt dies für andere Planeten, Monde und Sterne, allerdings mit unterschiedlichen Temperaturen.

-CC-
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Alt 21.09.2009, 18:37   #23
basti_79
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(Thermoskanne wird innen genauso warm wie aussen)
Zitat:
Zitat von SoulOfHeld Beitrag anzeigen
Den Grund dafür habe ich oben in der Antwort für Sir Lazarus erklärt.
Falsch. Du hast einen möglichen Grund für ein "Wärmeleck" in einer Thermoskanne erklärt. Selbst ein Objekt, das in einem perfekten (gäbe es so etwas) Vakuum mit (statischen) Magnetfeldern in der Schwebe gehalten würde, würde nach einiger Zeit durch Strahlungsaustausch die Temperatur der Umgebung annehmen.

Zitat:
Könnte man fast so sagen. Viel mehr sollte es aber zeigen, dass die Wärme erst an dem Punkt des Auftreffens entsteht und nicht etwa als solche ausgesandt wird. Die Mikrowelle zeigt uns heute, dass sowas durchaus möglich ist.
Es tut mir leid, aber diese Weisheit ist eine Binsen-. Wir haben in diesem Thread schon mehrfach zwischen der Temperatur einer Materialprobe und des Charakters der von ihr ausgesandten Strahlung unterschieden. Niemand zweifelt diesen Unterschied an. Wenn du das nicht mitbekommst, weil du deinen Film fährst, ist das dein Problem!

Zitat:
Kann die Hitze nicht, wenn der Aussenhülle verspiegelt ist und damit schon den größten Teil des Lichts zurückwirft.
"den größten Teil" ist hier das Stichwort, weil kein Spiegel perfekt ist. Der restliche Teil wird absorbiert, erwämt das Material der Thermoskannenhülle, dieses gibt Strahlung ab, diese erwämt die gegenüberliegende Wand, und damit ist die erhöhte Temperatur im inneren der Thermoskanne angekommen. Dass Strahlung manchmal Dinge erwärmt, hast du ja angeblich selber schon mitbekommen.

Zitat:
Wenn der Spiegel vom Material her zugleich lichtundurchlässig ist,
Hochqualitative Verspiegelung bedingt Lichtundurchlässigkeit.

Zitat:
Dass es sich allein schon aus dem Ergebnis der gemessenen Temperaturen heraus um keine unheimlich heisse Kernfusion handeln kann.
Das wäre nur dann ein Problem, sollte man tatsächlich (mit einem anerkanntermaßen tauglichen Verfahren) niedrigere Temperaturen messen. Machst du mal?

Zitat:
Klingt gut, aber bislang gehen wir mit dem All von einem Vakuum aus.
In der Nähe der Sonnenoberfläche herrscht alles andere als ein Vakuum, dort gibt es nämlich (recht "dünnes" aber sehr heisses) Material. Und auch weiter aussen gibt es noch den Sonnenwind, der auch etwas anderes als ein Vakuum ist. Überhaupt wäre das, wenn, ein Argument dafür, die Thermoskanne wegzulassen, um das Thermometer nicht zu stören.

Zitat:
Der Vorschlag ist durchaus gut, aber man kann sich gewiß vorstellen dass ein Projekt dieser Art weit über meine Möglichkeiten (z.B. finanziell) hinausgeht.
Du willst sagen, du willst uns hier vollmeiern, weil du keine Ahnung hast. Nachprüfen, ob du Recht hast, soll dann gefälligst jemand anderes, und Zahlen erst recht?
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Alt 22.09.2009, 15:24   #24
-CC-
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@sakslane

Liegen schon (kurz und knackig zusammengefasst) Erkenntnisse bzgl. der zu geringen Neutrionostrahlung unserer Sonne vor? (Neutrino-Rätsel) Ich hab mich vor einiger Zeit mit der Detektion von kosmischer Strahlung befasst und bin dabei auf dieses "Rätsel" gestoßen.

@soulofheld

Man muss vielleicht einmal klarstellen, dass in diesem Threat ab und an falsche Bezeichnungen fallen!
Ich spreche von Strahlung: elektromagnische Wellen! Das gesamte Spektrum dieser Wellen, ist eine eine vielzahl von "Bereichen" eingeteilt, je nach Wellenlänge (gemessen in der Einheit Meter [m]) mit unterschiedlichen Bezeichnungen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektro...sches_Spektrum

Licht nur eine sehr sehr kleiner Bereich davon, und überträgt auch nur einen gewissen kleinen Anteil an Energie!

-CC-
Ultraviolete
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Alt 22.09.2009, 21:06   #25
Sir Lazarus
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Zitat:
Zitat von -CC- Beitrag anzeigen
@sakslane

Liegen schon (kurz und knackig zusammengefasst) Erkenntnisse bzgl. der zu geringen Neutrionostrahlung unserer Sonne vor? (Neutrino-Rätsel) Ich hab mich vor einiger Zeit mit der Detektion von kosmischer Strahlung befasst und bin dabei auf dieses "Rätsel" gestoßen.
Die Derzeit anerkannte Erklärung für das Sonnen-Neutrinodefizit heisst " Neutrinooszillation". Siehe hier.
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Alt 22.09.2009, 23:24   #26
basti_79
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Toller Link! Tolles Skript!
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Alt 22.09.2009, 23:49   #27
Jondalar
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Zitat:
Zitat von Sir Lazarus Beitrag anzeigen
Die Derzeit anerkannte Erklärung für das Sonnen-Neutrinodefizit heisst " Neutrinooszillation". Siehe hier.
Ääääh - ja toll ! Gibts das irgendwo auch in Deutsch ? Nein, ich weiss, das ist Deutsch, aber evtl auch in Worten die Schwachsinnige wie ich verstehen ?

Wäre schön, wenn man das in Worte fassen könnte.

Grüße
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Alt 23.09.2009, 00:35   #28
Sir Lazarus
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Zitat:
Zitat von Jondalar Beitrag anzeigen
Ääääh - ja toll ! Gibts das irgendwo auch in Deutsch ? Nein, ich weiss, das ist Deutsch, aber evtl auch in Worten die Schwachsinnige wie ich verstehen ?

Wäre schön, wenn man das in Worte fassen könnte.

Grüße
na ja, ich dachte mir, dass jeder zuerst in Wikipedia reinschaut. LINK.
Zumindest stehen da ganze Sätze drin. Der Sachverhalt ist allerdings derart kompliziert, dass man ihn nur schwerlich populär erklären kann ohne ihn völlig zu verfälschen.
Aber vielleicht als Endergebnis:
Die Sonne funktioniert in ihrem Inneren einwandfrei und wird wahrscheinlich noch weitere 5 mrd. Jahren leuchten. Und die Modellvorstehung über Neutrinos konnte verfeinert werden. Oder anders ausgedrückt: Das Neutrinodefizit ist keines, da sich Neutrinos auf dem Weg vom Kern der Sonne bis zu uns in eine Neutrino-Art umwandeln, die gar keine Wechselwirkung mit Materie eingeht. Die klassischen Neutrinos haben zumindest eine äußerst schwache Wechselwirkung und daher kann man sie in Detektoren hin und wieder anhand ihrer Reaktionsprodukte nachweisen.

Anhand der Neutrinooszillation kann man immerhin sagen, das Neutrinos nicht masselos sein dürften. Man muss aber noch weiter forschen, um zu sagen, wieviele Arten es von diesen Neutrinos gibt. Dies ist wichtig für eine Erweiterung des Standardmodells für Teilchen.
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Alt 23.09.2009, 09:21   #29
Jondalar
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Zitat:
Zitat von Sir Lazarus Beitrag anzeigen
Das Neutrinodefizit ist keines, da sich Neutrinos auf dem Weg vom Kern der Sonne bis zu uns in eine Neutrino-Art umwandeln, die gar keine Wechselwirkung mit Materie eingeht.
Ja, DAS verstehe ich - danke für die Erklärung !

Grüße
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Alt 23.09.2009, 10:38   #30
Sakslane
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Solche Skripte kann ich auch noch anbieten - sogar von der Vorlesung, bei der ich das alles mal gelernt habe...

http://neutrino.desy.de/downloads.html

In einem Punkt muss ich Sir Lazarus allerdings korrigieren: Nach der gängigen Theorie, dem Standardmodell der Teilchenphysik (bzw. dessen Erweiterung um die Neutrinomassen - im "eigentlichen" Standardmodell haben sie weder Masse noch Oszillation), wandeln sich die Elektron-Neutrinos aus der Sonne überwiegend in Myon-Neutrinos um, ein Teil auch in Tau-Neutrinos. Allerdings wechselwirken auch die mit Materie!

Das Problem ist, dass man zum Nachweis der Neutrinos einen ganz bestimmten Prozess benötigt, nämlich die Wechselwirkung über den "geladenen Strom". Bei einem Elektron-Neutrino würde das z.B. bedeuten, dass das Neutrino auf ein Neutron im Detektor trifft und dieses dabei in ein Proton umwandelt. Das Neutrino verwandelt sich dabei in ein Elektron. Je nach Art des Experiments kann man nun entweder das Proton (bzw. die dadurch ausgelöste Umwandlung eines Atomkerns) oder das Elektron (das immer noch ziemlich schnell ist und beim Abbremsen einen Lichtblitz von sich gibt) nachweisen.

Anders ist das bei Myon- und Tau-Neutrinos: Bei denen gibt es auch eine solche Wechselwirkung über den geladenen Strom, die ebenfalls ein Neutron in ein Proton verwandelt. Das Neutrino wandelt sich dann allerdings in ein Myon oder ein Tau um - und genau das ist der springende Punkt: Das Myon und das Tau sind viel schwerer als das Elektron, man braucht mehr Energie zu ihrer Erzeugung. Und so viel Energie haben die Sonnenneutrinos einfach nicht. Da sie aus der Kernfusion stammen, haben sie (je nachdem, aus welcher Reaktion sie genau stammen) eine Energie bis 1-10 MeV. Um ein Elektron zu erzeugen, reichen 0,511 MeV - aber für ein Myon braucht man schon 105 MeV und für ein Tau über 1600 MeV.

Ach ja, die Wechselwirkung nennt man "geladenen Strom", weil zwischen dem Neutron und Neutrino elektrische Ladung ausgetauscht wird - aus dem Neutron wird ein positiv geladenes Proton, aus dem Neutrino ein negativ geladenes Teilchen. Es "fließt ein Strom" zwischen den beiden. (Das sollte man aber nicht zu wörtlich nehmen.) Was da "fließt", ist ein anderes Teilchen, das W-Boson, und das hat eine elektrische Ladung.

Daneben gibt es aber auch noch den "neutralen Strom": Dabei tauschen das Neutrino und das Teilchen, mit dem es wechselwirkt, ein Z-Boson aus, und das ist elektrisch neutral. In diesem Fall wandelt sich keines der Teilchen in ein anderes um - sie "stoßen" nur gegeneinander. Dieser Prozess eignet sich allerdings nicht zum Nachweis von Sonnenneutrinos, weil sich im Detektor nichts verändert. Das Neutrino fliegt einfach weiter.

So viel zum Standardmodell der Teilchenphysik. Daneben gibt es aber auch noch erweiterte Theorien, in denen es tatsächlich eine vierte Neutrinosorte gibt, die man als "sterile" Neutrinos bezeichnet und die tatsächlich nicht mit unserer Materie wechselwirken, aber auch an den Oszillationen beteiligt sind. Wenn sich die Sonnenneutrinos in diese Sorte umwandeln, wechselwirken sie gar nicht, bis sie wieder "zurückoszilliert" sind.

Diese Neutrino-Oszillation konnte man bereits in einigen Experimenten nachweisen - zumindest indirekt, nämlich durch das Fehlen von Neutrinos. Da es sich um eine Oszillation handelt, also sich die Neutrinos hin- und her umwandeln, hängt der Anteil der umgewandelten Neutrinos von der Entfernung zur Quelle ab. Man kann nun also einen Detektor bauen und schauen, wie viele Neutrinos von unterschiedlich weit entfernten Quellen ankommen. Als Quelle dafür eignen sich Kernkraftwerke ganz hervorragend: Die produzieren nämlich auch Neutrinos, die ganz unbemerkt durch die Abschirmung (und die Erde und auch sonst durch alles) durchfliegen und sich im Detektor nachweisen lassen. Auch dabei stellt man fest, dass je nach Entfernung mehr oder weniger Neutrinos "fehlen".

Jetzt möchte man natürlich noch nachweisen, dass dabei wirklich andere Neutrinos entstehen: Dafür baut man gerade ein Experiment namens OPERA auf. (Auch eine Gruppe aus Hamburg ist daran beteiligt - daher auch das gute Lehrangebot an der Uni zum Thema Neutrinos.) Dabei soll am CERN bei Genf ein Neutrinostrahl erzeugt werden, indem man Protonen mit einem Teilchenbeschleuniger auf ein "Target" aus Graphit schießt. (Nicht mit dem LHC - dafür reicht ein kleinerer Beschleuniger, das SPS.) Dabei entstehen vor allem Pionen und K-Mesonen, die bei ihrem Zerfall Myonen und Myon-Neutrinos produzieren. Der Strahl ist leicht nach unten gerichtet, durchquert die Erde auf einer Distanz von 732 km und trifft dann auf ein Labor im italienischen Gran Sasso, tief unten im Berg, wo es kaum störende Strahlung aus dem Weltraum gibt. Man erwartet, dass sich auf dieser Strecke ein Teil der Myon-Neutrinos in Tau-Neutrinos umwandelt, die man ihrerseits wieder über den geladenen Strom nachweisen kann: Die Beschleuniger-Neutrinos vom CERN haben nämlich genug Energie, um ein Tau zu erzeugen - einfach deshalb, weil man dem Protonenstrahl am Anfang genug Energie mitgibt. Wenn also wirklich Tau-Neutrinos auf dem Weg zum Gran Sasso entstehen, können diese im Detektor ein Tau erzeugen, und dieses erkennt man an seiner kurzen Spur und dem anschließenden Zerfall in ein Myon, ein Tau-Neutrino und ein Anti-Myon-Neutrino (wobei man allerdings nur das Myon im Detektor sehen kann). Entscheidend ist, dass zwischen der Spur des Taus und des Myons ein kleiner Knick ist, den man vermessen kann. Den Erwartungen nach sollten zwar nur wenige solche Taus wirklich im Detektor zu sehen sein (einfach deshalb, weil Neutrinos nur schwach und daher selten mit anderer Materie wechselwirken), aber die erwartete Entstehung von wenigen Taus pro Jahr (!!!) im Detektor würde bereits ausreichen als Nachweis, dass auf dem Weg tatsächlich Tau-Neutrinos entstehen.

Kurz zusammengefasst:

Alle Neutrinos wechselwirken mit Materie, aber die Energie der Sonnenneutrinos reicht nur dann für ihren Nachweis, wenn sie sich noch nicht in andere Neutrinos umgewandelt haben. Andere Neutrinos kann man auch nachweisen, wenn sie genug Energie haben - dafür braucht man aber andere Quellen als Kernreaktionen, z.B. einen Teilchenbeschleuniger. Und genau daran arbeitet man im Moment!
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