Vakuumfluktuation als Konsequenz des Durchdringens von Teile

Martin_Winkler · Anmeldungsdatum: 21.02.2022 Beiträge: 1

Meine Frage:
Guten Tag zusammen,

ich beschäftige mich aktuell ein wenig mit dem Thema Vakuumfluktuation, bin selbst aber Laie und habe kein tiefes mathematisches Verständnis zu diesem Thema. Nun ist mir (durch die Übertragung von einem anderen Thema) die Idee gekommen, ob die Vakuumfluktuation ggf. Konsequenz von Teilchenbewegungen in einer höheren Dimension sein könnte.

Kann diesen Gedanken jemand nachvollziehen bzw. mir erklären, wieso dies nicht der Fall sein könnte? Gibt es Forscher*innen die dies bereits überlegt und diskutiert haben?

Danke schon jetzt für jede Aufklärung.

Meine Ideen:
Kurz zur Erläuterung:
Wenn wir einen Hüpfball in der dritten Dimension auf den Boden springen lassen, ergibt dieser in der zweiten Dimension (Boden) ein etwas merkwürdiges Bild ab. Während wir den Ball hüpfen sehen, hätten wir in der 2. Dimension lediglich einen Kreis, der plötzlich auftaucht, dann größer wird, dann wieder kleiner und dann verschwindet. Kurze Zeit später würde dieser wieder erscheinen und das Schauspiel würde sich wiederholen.

Wir hätten in der 2. Dimension das Problem, dass wir nicht verstehen, wieso dieser Kreis aufkommt. Durch die Bewegung im 3. Raum wäre dieser ggf. sogar immer wieder an einem anderen Ort oder würde unregelmäßig aufkommen (schließlich springt er auch einmal an die Wand oder an andere Elemente der 3. Dimension).

Ich frage mich, ob auch die Vakuumfluktuation ähnlich entstehen könnte. Hier könnten Teile oder Kräfte der 4. Dimension unseren dreidimensionalen Raum durchdringen und dabei direkt oder indirekt den 'Abdruck' des virtuellen Teilchens hinterlassen bzw. anregen. Natürlich könnten diese auch durch eine höhere Dimension verursacht werden, maßgeblich ist, dass es eine Struktur gibt, welche wir nicht direkt erkennen, da sie für uns nur als Schatten in unserem dreidimensionalen Raum erkennbar ist.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21468

Der Begriff „Vakuumfluktuationen“ wird nicht wirklich einheitlich und eindeutig verwendet.

Es geht dabei um die Veranschaulichung der Tatsache, dass das Vakuum - definiert als Zustand niedrigster Energie - nicht zugleich dem "völlig leeren Zustand" entspricht. Diese beiden Definitionen kann man im Rahmen einer Quantenfeldtheorie mathematisch definieren *) jedoch eben gerade nicht umgangssprachlich oder anschaulich darstellen.

Ein klassischer Teilchenbegriff spielt dabei keine Rolle, genausowenig wie höhere Dimension. Das Problem bedarf keiner näheren Untersuchung; es entsteht rein auf der sprachlichen Ebene.

*)

Zustand niedrigster Energie definiert mittels des Erwartungswertes des Hamiltonoperators H:

"leerer Zustand" definiert mittels der Erwartungswerte geeigneter Operatoren A:

jedoch:

Z.B. liegt im Vakuum der QCD ein nicht-verschwindendes Quark-Kondensat vor:

Das ist keine echte Fluktuation in dem Sinne, dass da "etwas fluktuieren würde". Es hat auch nichts mit der manchmal zitierten Energie-Zeit-Unschärfe zu tun.