Archiv für die Kategorie ‘FeinStoffliches’

NATuQuTAN – Teil VII, geschrieben von Magister Botanicus

Samstag, 02. September 2017

Biochemische und biophysikalische Grundlagen

Der Aufbau der DNS

Unsere Erbinformation, die DNS, chemisch mit der Bezeichnung Desoxyribonuclein­säure beschrieben, besteht im Prinzip aus sich immer wiederholenden Einzelteilen. Die Struktur, um die es dabei geht, setzt sich aus einem Zuckermolekül (Desoxy­ribose), einem Phosphatmolekül und einer Base zusammen. Wobei nur vier (bzw. fünf) verschiedene Basen sozusagen für die Vielfältigkeit der Erbinformation sorgen.

Diese einzelnen Molekülverbände, nämlich das Zuckermolekül, das Phosphat und die Base, bilden ein kettenförmiges Riesenmolekül. In der Mitte dieser Molekülkette befinden sich die Basen, die sich zu Basenpaaren – eins Rechts, eins Links (is dat´n Strickmuster? Ja, Red. Elch!) – zusammenschließen, vergleichbar etwa mit einer Art Reißverschluß. Die Namen der Basen sind Adenin, Cytosin, Guanin und Tymin – dabei können sich nur bestimmte Basen miteinander verbinden, es gibt also die Kombinationen AC oder CA, GT oder TG; dies ist die erste Stufe der Information.

Innerhalb der DNS bilden diese Basenpaare dann in Dreiergruppen (sog. Tripletts) als weitere Informationseinheiten, und die Vielfältigkeit der Kombinationsmöglichkeiten wird damit erhöht; wobei nur die „linke“ Seite der DNS angegeben wird, da sich die rechte Seite ja daraus ergibt. Beispiele AAT oder CCG und so fort. Die so gebildete DNS wird zusätzlich spiralig im Zellkern aufge-rollt und entwickelt sich nur dann, wenn die Zelle sich nicht gerade teilt.

Entwirrt jedoch steht über die DNS jede notwendige Information zur Synthese von Enzymen zur Verfügung und wird über verschiedene biochemische Mechanismen abgelesen, entcodiert und im „Klartext“, sozusagen als Handlungsanweisung für die Ribosomen, an diesen angedockt. Die Ribosomen produzieren dann entsprechend dieser Handlungsanweisung aus Aminosäuren die Enzyme, welche die Zelle gerade benötigt.

Zurück zur DNS, denn da gibt es eine Besonderheit, die nicht unerwähnt bleiben sollte. Nämlich, dass die oben genannten Basen sich nicht fest aneinander lagern, wie bei einer normalen chemischen Verbindung. Sondern sie teilen sich ein Atom, genauer gesagt ein Wasserstoffatom, dessen einziges Elektron die Verbindungskraft zwischen den Basen herstellt – dies nennt man im Fachjargon Wasserstoffbrücke. Außerdem kann man die DNS als eine Art Kristall organischer Stoffe betrachten, ähnlich Quarzkristallen oder Metallkristallen, bei welchen die Elektronen frei be­weglich erscheinen.

Die Biofotonenstrahlung

Die spezielle Kristallstruktur der DNS erzeugt ein Phänomen, welches zum ersten Mal von Gurwitsch und in neuerer Zeit von Popp näher erforscht wurde, das Phänomen wird Biolumineszenz oder auch Biofotonenstrahlung genannt. Die DNS kann nämlich in ihrer im Zellkern vorliegenden Arbeitsform, d.h. nicht spiralig, wie ein LASER-Kristall Fotonen aufnehmen, für eine Zeit lang speichern und einen be­stimmten Energiebetrag zufügen – und dann spontan wieder abgeben, eben als so­genannte Biofotonenstrahlung.

Bei diese Vorgang werden die thermischen Fotonen, also die durch chemische Arbeit der Zellorganellen erzeugte Wärmestrahlung (Infrarotfotonen, die z.B. in den Mito­chondrien entstehen) von dem DNS-Kristall „eingefangen“ und beständig in ihm hin-und-her gespiegelt. Die Spiegelung erfolgt dabei natürlich nicht – wie beim normalen LASER – durch einen halbdurchlässigen Spiegel. Sie erfolgt vielmehr durch die Besonderheit der Wasserstoffbrückenbindung, die das Foton solange „ge­fangen“ hält, bis es einen bestimmten Eigenenergiebetrag erreicht hat.

Dieser Vorgang der Energieübertragung wird, wie beim normalen LASER-System, durch die ständig gelieferten thermischen Fotonen gepumpt und synchronisiert damit auch alle im DNS-Kristall „gefangenen“ Fotonen. Es folgt daraus eine kontinuierliche Ab­gabe von Fotonen (die jetzt Biofotonen genannt werden) entlang der Achse der DNS, die in ihrem Energieniveau über den thermischen Fotonen liegen und im grünen Be­reich des Spektrums angesiedelt sind.

Der Foto-Repair

Es gibt ein Phänomen, welches die nur die Erbstruktur, also in unserem Fall die DNS einer menschlichen Zelle, aufweist. Bei der identischen Reduplikation der DNS kann es natürlich auch zu Fehlern kommen, die sich für den Lebensprozess der Zelle als fatal erweisen und ihren sofortigen Tod bedeuten würde. Für diesen Fall gibt es in der Zelle spezielle Reparatur-Enzym-Systeme (RES), die eine DNS auf Fehler überprüfen, entdecken und berichtigen. Dies können diese Enzyme durch die Tatsache, dass sie „falsche“ und „richtige“ Basenpaarungen dadurch erkennen, in­dem sie quasi die „alte“ DNS-Kette ablesen und mit der „Kopie“ vergleichen.

Ein Fall dieses Mechanismus ist für unsere Betrachtungen von besonderer Bedeu­tung, nämlich der sog. „Foto-Repair“. In einem ganz besonderen Fall können nämlich die RES nicht auf die Information einer „alten“ DNS zurückgreifen, nämlich beim sogenannten Kopplungsbruch der DNS-Struktur, etwa hervorgerufen durch die Einwirkung von UV- oder hochenergetischer -Strahlung. Wird die DNS jedoch während einer ganz bestimmten Zeitspanne nach diesem Ereignis mit Fotonen be­strahlt, die im grünen Spektralbereich liegen, so werden die RES aktiv und können den Schaden wieder reparieren.

Die Strukturen der Enzyme

Enzyme, auch Fermente genannt, sind biochemische Letzteinheiten der Zelle, die den Lebensprozess erst möglich machen. Sie spalten z.B. aus unserem Essen komplexe Zucker in Glucose, die von der Zelle – ebenfalls durch Enzyme – zur Energieproduktion verwertet wird; körperfremde Eiweiße in Aminosäuren, die wiederum für den Zellaufbau oder die Produktion von DNS verwendet wird; und Fette in Lipide, die ebenfalls für die Energiegewinnung durch andere Enzyme her­angezogen werden.

Für unsere Betrachtungen sind vor allem jene Enzyme wichtig, die bei der Synthese von Hormonen beteiligt sind bzw. die Enzyme, die für die identische Reduplikation einer Zelle und vor allem unserer DNS verantwortlich sind. Diese Enzyme besitzen nämlich zum größten Teil die Eigenschaft, dass sie durch Fotonen, welche einen be­stimmten Energiebetrag be­sitzen und in bestimmten Berei­chen des Spektrums liegen, be­einflusst werden können. Diese Beeinflussung kann vor allem dazu betragen, ob Enzyme letztlich aktiviert werden oder durch die diese Lichtein­wirkung gehemmt werden.

Man kann sich das etwa so vor­stellen, dass ein Enzym eine ganz bestimmte räumliche Struktur aufweist, wenn es in­aktiv in der Zell herum­schwimmt. Wird es durch einen Energieübertragungsprozess aktiviert, verändert sich diese räumliche Struktur zum aktiven Zustand. Substrate, also chemische Stoffe, die dieses Enzym spalten oder binden kann, können nur dann von dem Enzym in seinem sog. aktiven Zentrum gespalten oder gebunden werden, wenn es genau diese räumliche Struktur besitzt.

Dabei ist es unerheblich, ob diese der Aktivierung nachgeschaltete Konformations­änderung (= räumliche Strukturänderung) durch Übertragung von Elektronen (also chemisch) oder Fotonen (also physikalisch) erfolgt ist. Das auch die physikalische Aktivierung funktioniert, sehen wir z.B. an den in Grünpflanzen enthaltenen sog. Chloroplasten, wobei hier die Strahlung der Sonne für diesen Prozess verantwortlich ist.

Ende Teil VII

NATuQuTAN – Teil VI, geschrieben von Magister Botanicus

Samstag, 19. August 2017

Ein holografisches Modell des Universums

Was unterscheidet das Diapositiv vom Hologramm? („Der Geschmack?“ – der Red.-Elch)

Nein, der Aufbau der Bildpunkte. Greife ich mir bei dem Diapositiv einen Bildpunkt heraus, so ist dieser Bildpunkt maximal scharf, weil er alle Informationen für den Bildpunkt enthält, er macht aber keinerlei Aussage über das Gesamtbild, da er keinerlei Informationen darüber enthält. Bei einem Hologramm, einer 3-dimensional erscheinenden Abbildung, verhält es sich prinzipiell anders. Betrachte ich hier einen Bildpunkt, so ist er maximal unscharf, da er nur wenig Informationen über sich selbst enthält, aber er kann auch eine Aussage über das Ge­samtbild machen, da in ihm prinzipiell alle Informationen über das Gesamtbild enthalten sind.

Während ich beim Diapositiv alle Bildpunkte benötige, um das Gesamtbild zu zeigen, wobei der Informationsgehalt mit Zunahme der Bildpunkte steigt, enthält ein Hologramm die Ge­samtinformation eines Bildes, wobei die Schärfe des Bildes mit Zunahme der Bildpunkte steigt. Wenn wir jetzt noch dieses Modell als dynamisch, also sich ständig verändernd, gestalten und weiterhin die Anzahl der Bildpunkte – beeinflusst von Wahrscheinlichkeiten – zwar immer kleiner werden aber beständig erhöhen, so wird das Bild des Universums ständig schärfer.

Was das heißt, liegt aus der Hand: Mit nur einem holografischen Bildpunkt ist das abgebildete Universum ein Konglomerat aus materiell nicht definierten Elementen, ein graues Rauschen sozusagen. Neuere Theorien sprechen vom sogenannten „fluktuierendem Superstring-Schaum“. Bei Heim heißt die geometrische Letzteinheit Metron, die ich hier in meinem Modell als holografisches Element gewählt habe, und sie ist in drei Sphären gegliedert. Wird die Anzahl der Metronen größer und ihre Größe geringer, kann man das etwa mit dem Anwachsen der holo­grafischen Bildpunkte vergleichen.

Es kommt damit zu materiellen Ereignisstrukturen, eben Quanten und Energie – und sozusagen mehreren klei­neren Big Bangs, allerdings im ganzen Universum. Gleich­zeitig „entsteht“ die Raumzeit und die Gravitation, kurzum, es greifen alle Natur­gesetze, die für Materie und Energie Gültigkeit haben. Doch was passiert mit weite­rem Anwachsen der Bildpunkte? Ja klar, es entstehen Atome, Moleküle, Sterne werden geboren.

Schließlich folgen Planeten und auf ihnen finden chemische Reaktionen statt, ge­bären immer kompliziertere chemische Verbindungen, Gas­hüllen und schließlich – Lebewesen! Sie fangen klein an und lassen sich nicht nur als Kohlenstoffverbindung blicken, sondern auch auf Silizium-, Bor- oder vielleicht auch auf Stickstoffbasis ist Leben möglich. Wer weiß das schon, schließlich gibt es wahnsinnig viele Planeten und wenn die Möglichkeit für Leben be­steht…

Wieder ein weiterer Sprung durch eine noch größere Zahl an Bildpunkten und die Natur­gesetze der Evolution greifen, seit Lebewesen entstanden sind. Jetzt tauchen plötz­lich Lebewesen auf, die eine einzigartige, neue Fähigkeit besitzen: auf Er­eignisse in ihrer Umwelt nicht nur instinktiv zu reagieren, sondern über diese Umwelt zu reflektieren, sich Ge­danken darüber machen.

Und wieder einen Schritt weiter, ent­wickeln diese Lebewesen eine Innen­welt, ein eigenes Universum, die jene Außenwelt spiegelt und bewertet. Schließlich können diese Lebewesen Ereignisse produzieren, die gar keinen materiellen, quantitativen Ereignisse mehr sind – sie machen sich Gedanken und haben Träume. Beides, Träume und Gedanken, sind unwiderlegbar Ereignisse, aber ohne dass es mög­lich wäre sie explizit in der Raumzeit rechnerisch zu beschreiben, sie sind tatsächlich qualitativer Natur. So, wie die anderen Prinzipen oder Wahr­scheinlichkeitsfaktoren, die ich bereits beschrieben habe, die materielle Aus­wirkungen zeigen.

Diese Wesen haben nun durch die Entwicklung eines entsprechenden Organs, sowie der da­zugehörenden intellektuellen/intuitiven Fähigkeiten, einen individuellen wie auch kollektiven Zugang zu dem großen Ideenpool und sie beeinflussen ohne Zweifel die Wahrscheinlichkeit. Sie tun das zunächst im Rahmen der Naturgesetze und den Prinzipien der Raumzeit, doch die Wahrscheinlichkeit dafür, dass auch die Grenzen von Raum oder Zeit zu durchdrungen werden können, ist sehr hoch.

Wenn Menschen in der Lage wären, jene, die Wahrscheinlichkeit verändernden Faktoren bzw. Informationsstrukturen zu beeinflussen, dann hätte das weit­reichende Konsequenzen. Denn durch die Kontrolle seiner eigenen materiellen Er­eignisse (Handlungen), kann ein Mensch z.B. eine Uhr bauen. Ist der Mensch jedoch zusätzlich (zu diesen quantifizierbaren Ereignissen) in der Lage, auch qualitative Geschehnisse zu kontrollieren oder für sich erfahrbar zu machen, so hat er explizit Zugang zum Ideenpool bzw. zu den Wahrscheinlichkeitsrastern möglicher qualita­tiver und quantitativer Ereignisse!!!

Selbst wenn der Zugang zu diesen (Heim nennt sie) Dimensionen nur sehr spo­radisch wäre und dafür bestimmte psychische Faktoren nötig (oder zu erlernen!) sind, eines muss uns dabei klar sein: Wenn es nur einem einzigen Menschen gelingt, ein einziges Mal auf diese Art und Weise quantitative oder qualitative Ereignisse willentlich zu beeinflussen, so ist der Beweis dafür erbracht, dass dies tatsächlich möglich ist – und damit jedem Menschen grundsätzlich als Erfahrungsmöglichkeit oder Ereignisebene zur Verfügung steht.

Ende Teil VI

NATuQuTAN – Teil V, geschrieben von Magister Botanicus

Samstag, 29. Juli 2017

Einheitliche Beschreibung der materiellen Strukturen

Kleine Zwischenbemerkung

Entsprechend dem, was ich Ihnen in den letzten Kapiteln gezeigt habe, ist jede Art der Energie­übertragung in unserem Universum an ganz bestimmte Träger und deren defi­nierte Prinzipen gekoppelt und kann nicht von ihnen gelöst werden.

Es geht hier wirklich um Definitionsfragen – wenn also jemand von psychischer Energie redet, so kann er nur den materiellen Teil unserer Psyche meinen oder die Definition des Wortes bedarf einer klärenden Diskussion. Und sollte Ihnen irgend jemand demnächst mal was von „feinstofflichen und grobstofflichen Energien“ erzählen wollen, dann empfehle ich 3 Möglich­keiten der Beurteilung und einer Reaktion:

1. Er/Sie hat keine Ahnung von Physik! Sie können ihm raten, seine Definitionen für Energie und Materie zu überprüfen oder Sie finden gemeinsam andere, treffendere Definitionen für diese Begriffe, die nicht unbedingt naturwissenschaftlich-technisch besetzt sind.

2. Er/Sie ignoriert den Hinweis und faselt weiter, was schon schlimmer ist – aber maximal ist er ein Ignorant – und hier empfehle ich, ihn/sie mit geschicktem Argumentieren aufs Glatteis führen.

3. Nachdem sie nur den leisesten Hauch einer Kritik anbringen, schaut er/sie Sie weise an, nickt und sagt mit sanfter Stimme: „Um das zu verstehen muss Du noch sehr viel lernen.“ Hier ist alle Mühe vergeblich und Sie drehen sich am besten um und geht weg.

(4. Das unerquicklichste, was Ihnen passieren kann ist der Satz: „Das ist geheimes Priester­wissen!“ – der Red.-Elch)

Doch zurück zur Beschreibung der Welt der Materie und der Energie. Was ich bis jetzt erklärt habe, beschreibt, dass es materielle Letzteinheiten gibt, die auf ihre spezielle Art und Weise Träger von Energie sind. Diese Energie wird immer nur transformiert und kann nicht zerstört werden.

Auf der anderen Seite haben wir gesehen, dass es Prinzipien geben muss, die dafür sorgen, dass jede Energie ihr spezielles Trägermedium zugeordnet bekommt. Diese Trägermedien oder Prinzipen sind, wenn sie keine Energie übertragen nicht messbar – können also keine materiellen Strukturen mehr sein. Ebenso wie diese Prinzipien selbst (nennen wir sie vorerst mal Naturgesetze) keine materiellen Strukturen sein können.

(Was aber sind sie dann?! – der Red.-Elch).

Nun, ganz einfach: es sind informative Strukturen, die wahrscheinlichkeits­verändernde Charaktere besitzen !

(Häää??? – der Red.-Elch).

Eines ist klar und tatsächlich beobachtbar: Alle materiellen Strukturen unterliegen den Naturgesetzen der Materie, d.h. sie setzen z.B. einer Beschleunigung einen Widerstand entgegen (= Massenträgheitseffekt) – wir merken das, wenn wir im Auto sitzen und Gas geben. Tun wir das schnell, also setzen wir uns einer schnellen Be­schleunigung aus, merken wir, dass wir in den Sitz gepresst werden. Noch übler wird es, wenn wir diese Beschleunigung schnell abbremsen, z.B. bei einem Zu­sammenstoß (negative Beschleunigung). Der Wagen bleibt zwar stehen, aber unsere Körper bewegen sich trotzdem weiter – und der Sicherheitsgurt bekommt hier seinen physikalischen Sinn.

Die Zuordnungsprinzipien für Energien und die Prinzipien des Trägermediums, sind offensichtlich überall im Universum die selben. Sie unterliegen weder einer Be­schleunigung noch springen sie von einem Ort zum anderen. Ja, sie sind sogar zeit­lich unabhängig, denn sie sind scheinbar immer gültig – egal zu welcher Zeit der Existenz des momentan existierenden materiellen Universums.

Mit anderen Worten unterliegen diese Prinzipien oder Naturgesetze keinen Materie­gesetzen, sondern sie selbst sind diese Gesetze bzw. ordnen bestimmte Gesetz­mäßigkeiten zu Prinzipien an, welche sich dann sozusagen in das Universum als messbare Materie wie Elektronen oder Fotonen „abbilden“.

Kurze Unterbrechung!

Diese Überlegungen sind natürlich nicht auf meinem Mist gewachsen. Sie stammen zum großen Teil von einem einzigartigen Physiker, Burkhard Heim, der 1985 ein Buch veröffent­lichte, welches den Titel hatte „Einheitliche Beschreibung der materiellen Strukturen mittels der metronisch-quantisierten Feldtheorie“.

Diese Buch machte Furore in der Fachwelt und kein Mensch – vor allem kein Physiker – war sich zunächst sicher, wie er dieses Buch beurteilen sollte. Noch dazu war es in einem Verlag erschienen, der normalerweise Literatur über „paranormale Phänomene“ oder „geistlichen Inhaltes“ herausgab. Ein prekäre Situation, wären da nicht einige der – sagen wir mal höflich – weniger ignoranten Herren auf die Idee gekommen, dass Ganze mal nachzuvollziehen.

Und siehe da! Mittlerweile hat die Theorie noch ein paar Feinheiten mehr und an den mathe­matischen Methoden musste noch ein wenig gefeilt werden, aber dafür ist sie mittlerweile eine Standardliteratur in den Bibliotheken von CERN und DESY, wenn es um die Berechnungen von Elementarteilchen geht.

Ende der Unterbrechung!

Das besondere an Heims Theorie ist der Ansatz; eben die Geschichte, dass es materielle Letzteinheiten geben muss, die nicht nur eine gewisse raum-zeitliche Stabilität aufweisen, son­dern auch quantifizierbar, also messbar sind. Zum anderen muss es aber auch qualitative (virtuelle = vorstellbare) Struk­turen geben, die ihrer­seits zwar nicht messbar, aber in ihren Auswirkungen nachweisbar sind.

Eine solche qualitative Struktur wäre das Prinzip des Fotons, wenn es keine Energie trägt. Es ist nur vorstellbar vorhanden, also virtuell, und kann zunächst nicht quanti­fiziert oder gemessen werden. Aber es ist ohne Zweifel die Informationsstruktur eines Fotons, welches als Wahrscheinlichkeit existiert.

Jetzt „tunnelt“ irgendwo im Universum ein Elektron von einem höheren auf ein tieferes Energieniveau und die Energie wird frei. Ohne Zeitverzögerung – eben weil keine raum-zeit­liche Struktur sondern virtuelles Prinzip – greift das Gesetz der Energieerhaltung und verändert die Wahrscheinlichkeit in der Umgebung des „tunnelnden“ Elektrons. Von der Wahrscheinlichkeit 0, d.h. dort ist kein Foton, springt die Wahrscheinlichkeit um auf 1, d.h. hier muss ein Foton existieren. Und tatsächlich, wie im beschriebenen Beispiel, hier ist ein Foton, welches ein Äquivalent zu dem vom Elektron abge­gebenen Energiebetrag darstellt. Für den unbedarften Be­obachter erscheint dieses Foton aus dem Nichts – was ja auch nicht ganz so falsch ist.

Eine einfache Modellbeschreibung soll die Zusammenhänge in einem Gesamtbild für sie deutlicher machen:

Nehmen wir an, dass Universum sei auf einem Diafilm abgelichtet. Solange, wie ich das Dia nicht durchleuchte, erscheint auf einer Leinwand (= der Raum-Zeit-Ebene) kein Bild. Führe ich dem System Energie zu (Licht) wird auf der Leinwand ein Bild sichtbar, die Prinzipen (das Diapositiv) werden innerhalb des Universums, inner­halb der Raumzeit abgebildet. Natürlich lässt dieses Modell keine Dynamik zu, aber zu dem dynamischen Modell kommen wir etwas später.

Heim geht davon aus, dass es verschiedene Ebenen geben muss, denen ganz be­stimmte Prinzipien oder die Manifestationen dieser Prinzipien zugeordnet sind. Da wären zunächst einmal tatsächlich stattfindende Ereignisse, welche durch 2 An­gaben quantifizierbar sind: Die Ortsangabe (Länge, Höhe, Breite) und die Zeit­angabe (wann).

Mit anderen Worten haben wir jetzt drei räumliche Dimensionen und eine zeitliche Dimension definiert, die für alle Quantitäten, also alle materiell-energetischen Er­eignisse, als Erklärungsmodell aus­reichen. Oberhalb der Zeit als Dimension, müssen aber noch weitere Dimensionen liegen, in welchen die Prinzipien der materiell-energetischen Strukturen sowie deren Zu­ordnungsprinzpien verborgen sind. Diese Dimensionen können kein Raum-Zeit-Gefüge besit­zen, weil deren Inhalte rein in­formativer (virtuelle, vorstellbarer, qualitativer) Struktur sind.

Heim nannte diese beiden Dimensionen Entelechie und Äon – ich habe sie für mich mit „Ideenreservoir“ = Äon und „Kritik“ = Entelechie bezeichnet, weil ich so ihre Funktionen besser beschreiben konnte. Denn im „Ideenreservoir“ existieren alle Möglichkeiten, alle Er­eignisprinzipien, die jemals in einem Universum stattfinden können. In der Dimension „Kritik“ werden die Prinzipien der aktuell stattfindenden Ereignissen bewertet und anhand der Zuordnung von Wahrscheinlichkeiten im Rahmen der Naturgesetze der Raumzeit neu bewertet.

Die philosophischen Hintergründe oder evt. religiöse Konsequenzen einer solchen Be­trachtungsweise möchte ich hier noch nicht diskutieren.

Doch ein kurzer Einschub: Es darf allerdings an dieser Stelle nicht der Eindruck ent­stehen, dass hier ein „deterministischer“ (vorherbestimmter) Plan verfolgt würde, oder eine Art starres Kochrezept für das Universum, wo alles und jedes vorbe­stimmt ist. Es gibt zwar bestimmte Prinzipien und Naturgesetze, die (noch) nicht außer Kraft gesetzt oder manipuliert werden können. Aber nur die Art der Naturgesetze oder Prinzipien sind es, die für die Raumzeit determiniert sind.

Alle stattfindenden Ereignisse unterliegen immer einem Wahrscheinlichkeitsraster – was bedeutet, wenn mir ein Glas aus der Hand fällt, ist es sehr wahrscheinlich, dass es zerbricht. Aber es ist eben nicht sicher! – wie wir alle sicher aus Erfahrung mit ähnlichen Situationen und ähnlichen Gegenständen wissen.

Aus diesen Betrachtungen heraus müssen wir also unser Modell mit dem Dia modi­fizieren, denn dieses Modell würde eine solche Welt mit determinierten Ereignissen beschreiben. Also greifen wir zur modernen Fotografie und wenden uns dem Holo­gramm zu.

Ende Teil V

NATuQuTAN – Teil IV, geschrieben von Magister Botanicus

Samstag, 17. Juni 2017

Die Paarbildung („Wie schööön!“ – der Red-Elch)

Nun kommen wir zu einem Effekt im Bereich der Quantenphysik, der mich persön­lich immer am meisten fasziniert hat, der Paarbildung. Behalten wir während der Beschreibung des Vor­ganges im Kopf, dass es Prinzipien oder Naturgesetze gibt, die überall im Universum gleiche Gültigkeit zu haben scheinen.

Lassen Sie uns jetzt gedanklich in die Nähe eines Atomkernes reisen. Welches Element dieser Atomkern darstellt oder wie viel Protonen oder Neutronen er hat, ist nicht so wichtig. Wir halten an einem Punkt, an welchem sich das sogenannte „Coulomb-Feld“ des Atomkernes ausbreitet und wirksam ist. Es ist – vereinfacht ausgedrückt – eine Art elektrisches Feld, welches jedem Atomkern zugeordnet ist und durch intraatomare Prozesse aufgebaut wird.

Nehmen wir weiterhin an, wir würden dieses Atom jetzt mit einer sehr energie­reichen Gamma-Strahlung bestrahlen bzw. mit sehr energiereichen Fotonen durch­dringen wollen. Solange wir das Coulomb-Feld meiden, passiert gar nichts. Wenn aber der Gamma-Fotonen-Strahl in den Bereich dieses Feldes kommt und bestimmte energetische Voraussetzungen erfüllt sind – nämlich das die Energie der Fotonen mindestens ein Äquivalent von 1.022 MeV hat (Mega-Elektronen-Volt = Energie­einheit der Elektronenenergie) – dann geschieht es:

Es erscheinen plötzlich 2 Quanten mit Ruhemasse – einfach so, scheinbar aus dem Nichts – die sich mit genau gleicher Geschwindigkeit diametral voneinander ent­fernen. Und jedes diese beiden Quanten trägt eine Ladung von 0.511 MeV!

Antimaterie und Energieerhaltungssatz

Was ist passiert?

Zunächst mal sollte gesagt werden, dass die 2 Quanten, die hier entstanden, ein negativ gela­denes Elektron und ein positiv geladenes Elektron, ein sogenanntes Positron, sind. Sie haben beide die gleichen Eigenschaften wie alle Elektronen, nur das eine davon hat ein positive elek­trische Ladung, das macht es so besonders. Während das negative geladene Elektron davon ­schwirren kann und sich wie ein normales Elektron verhält, muss das positiv geladene Elektron höllisch aufpassen, das es keinem negativ geladenen Elektron über den Weg läuft.

Aus der Schule können wir uns noch dunkel erinnern, das sich die gleichnamigen Pole eines Magneten abstoßen, sich die ungleichnamigen Pole aber anziehen. Nun, das ist bei dem Elek­trischen Feld nicht anders wie bei dem Magnetischen – und ein positives Elektron zieht ein negativ geladenes Quant seiner Art (nicht magisch, sondern physikalisch) an!

Und wenn dass passiert, dann rummst es gewaltig! Beide Teilchen sind auf der Stelle ver­schwunden, aber dafür ist ein Gamma-Quant, ein Foton entstanden, welches genau die Energie von 1.022 MeV hat.

(„Jetzt sind alle Klarheiten restlos im Dunkel verschwunden!“ – der Red.-Elch)

Dann also wieder zurück zu Prinzip und Energie – als Erstes, das Prinzip eines jeden Quanten­zustandes ist überall im Universum dasselbe. Ist also der energetische Rahmen gegeben (hier die Bestrahlung mit Gamma-Quanten), wirkt eines dieser Prinzipien und es entsteht ein Paar ungleich geladener Quanten, die jetzt jedes für sich genau die Hälfte der Energie des Gamma-Quants tragen (= Energieerhaltungs­satz, Energie geht nicht verloren, sie kann nur trans­formiert werden).

Aber ein weiteres Prinzip greift hier ebenfalls ein, nämlich, dass immer nur gleich­zeitig ein positiv und ein negativ geladenes Teilchen entstehen kann, Materie und Antimaterie zu gleichen Teilen. Wieder sehen wir, dass die Energie des Fotons er­halten bleibt während das Foton selbst anscheinend vernichtet ist. Aber ein Prinzip ist kein materieller Zustand, es wird erst dann wieder wahrnehmbar, wenn Positron und Elektron zusammenstoßen und die Energie sich wieder einem ihm äquivalenten Prinzip, per Grundgesetz („?, äh, wie bitte?“ – der Red.-Elch), sorry, per Naturgesetz zugeordnet wird. Und prinzipiell geht die Materie – Antimaterie / Teilchen – Anti­teilchen – Erzeugung mit jedem Quant (Proton, Neutron etc.), aber der Energie­aufwand ist beachtlich.

Einstein und Energieäquivalenz von materiellen Strukturen

Damit ich Ihnen nun auch mal ein paar Formeln präsentieren kann, weil man mit denen so wunderbare Spielchen treiben kann, hier nun die ersten Zwei davon, die aber im Laufe des Textes noch an Wichtigkeit zunehmen werden:

1. E = m * c2

2. E = h * c

Die erste Formel beschreibt das Masseäquivalent der Energie, d.h. wie viel Energie z.B. bei der „Zerstörung“ eines Elektrons frei wird. Wobei wir ja vorher festgestellt haben, dass nur die materielle Messbarkeit des Elektrons verschwindet, sein Prinzip nicht – und dass sich die frei­werdende Energie ein geeignetes Trägerprinzip sucht.

Betrachten wird also mal was dabei heraus kommt, wenn wir das mit nur einem einzigen Elektron tun würden. Die spezifische Masse eines Elektrons beträgt unge­fähr 9.1 x 10-31 kg. Doch jetzt muss diese Masse mit dem Quadrat der Licht­geschwindigkeit multipliziert werden – und dieser Wert beträgt ca. 3 x 1036. Das be­deutet, das 100.000 kg.m2/s2 oder 100.000 Joule (Einheit für Arbeit) freigesetzt werden könnten. Eine Energiemenge, die reicht, wenn sie in Hebelkraft umgesetzt würde, einen Kleinwagen ca. 10 m über den Erdboden zu heben!!! – und dies in einem so winzigen Masseteilchen. Das heißt aber auch, dass bei der „Zerstörung“ eines Positrons und eines Elektrons – unser Beispiel aus der Paarbildung – 182.000 Jaule freigesetzt werden und der Kleinwagen bereits eine Höhe von 20 m erreichen würde.

Wenn wir uns dann überlegen, was passiert, wenn ein ganzes Molekül Antimaterie auf ein Molekül Normalmaterie trifft – kommt es – im wahrsten Sinne des Wortes – zu einer Explo­sion, die jede Menge -Quanten freisetzt. Diese energiereiche Strahlung oder Lichtquanten können – wie die bei der Explosion einer Plutonium­bombe freigesetzten -Strahlung – tödlich wirken.

Warum sie das sind, folgert aus der nächsten Formel, nämlich dem Energie­äquivalent einer Strahlung. Die Formel bedeutet, dass die Energie einer Strahlung gleich einer Kosmischen Konstante ist (dem sog. „Planck´schen Wirkungsquantum [h]), welche multipliziert wird mit der Lichtgeschwindigkeit die wiederum vorher durch die Frequenz (= Wellenlänge) der Strahlung zu teilen ist.

Hier ist gleich zu sehen, dass niedrig frequente Strahlung oder Lichtquanten mit einer großen Wellenlänge weniger Energie tragen können wie hochfrequente Fotonen. Denn je kleiner der Wert unter dem Bruchstrich wird, um so größer wird das Produkt aus h und c, eben der Energiemenge. Und jetzt stellen wir uns vor, wir setzen die aus unserem Beispiel mit dem Elektron und dem Positron bekommene Energie von ca. 200.000 Joule in diese Formel ein.

Dann erhalten wir eine Wellenlänge, die genau jenem Gamma-Quant entspricht, welches ent­standen ist. Das ist sog. „harte“ -Strahlung, die so energiereich ist, dass sie aus einem Molekül der Erb­masse eines Menschen Elektronen heraus schießen kann, wenn sie darauf trifft! Und was dass bedeutet, vor allem, wenn nicht nur ein solches Quant entsteht, sondern – wie bei der Explosion einer Plutoniumbombe – un­zählige, das wissen wir seit Hiroshima und Nagasaki leider nur zu genau!

Ende Teil IV

NATuQuTAN – Teil III, geschrieben von Magister Botanicus

Samstag, 27. Mai 2017

Die Dualität von Welle und Teilchen

Was, zum Geier, heißt das? Haben wir nicht irgendwo mal gehört, dass Radiowellen elektro­magnetische Strahlung sind – und die durchdringen ja schließlich sogar Wände, wie sollen dass denn nun plötzlich Teilchen sein? Teilchen, die Wände durchdringen?

Ja, genauso ist es. Und genau an diesem Problem schien sich auch schon Albert Einstein die Zähne auszubeißen. Einmal verhielt sich eine bestimmte Sorte von Quanten, also Licht, wie eine Welle, war also in der Lage feste Materie zu durch­dringen. Bei einer anderen Versuchsanordnung verhielten sich diese Quanten wie Teilchen und wurden von fester Materie z.B. zurückgeworfen oder absorbiert.

Mittels einer komplizierten mathematischen Operation konnte Einstein allerdings im Jahre 1929 den Beweis antreten, das alle Quanten gleichzeitig Welle und Teilchen sind – es kommt nur darauf an, wie man die Versuchsanordnung aufbaut. Deswegen wurde auch der Begriff „Quant“ genutzt – ein Quantum Energie, welches gemessen und quantifizierbar wird, wenn eine abgegrenzte Portion Energie a) sich fortbewegt und auf ein anderes Quant b) trifft und mit ihm Energie austauscht.

Energieübertragung zwischen Quanten

Um vorheriges Beispiel deutlicher zu machen – jeder von uns kennt zumindest das Prinzip des Murmelspiels. Nehmen wir unsere bunten, verschieden großen Murmeln aus dem Kapitel zuvor und legen sie vor uns hin (Elementarteilchen bzw. Quanten mit Ruhemasse). Jetzt denken wir uns eine weitere Murmel dazu, die ständig in Bewegung ist, ohne unterlass herumrollt (z.B. ein Lichtquant ohne Ruhe­masse). Wenn sie an eine der anderen Murmeln stößt, tauscht sie Bewegungsenergie mit dieser Murmel aus, d.h. die angestoßene Murmel bewegt sich ent­sprechend der Stärke des Anstoßes und ihrer eigenen Masse.

Liegen nun die Murmeln in einer ganz bestimmten Anordnung – bilden sie etwa eine Gasse oder eine Barriere – sind die Auswirkungen verschieden sein. Denn trifft die sich be­wegende Murmel die Gasse, so passiert mit den anderen nichts – stößt sie gegen eine Barriere, die massiv genug ist, überträgt sich ihre Energie komplett auf die anderen Murmeln oder aber sie prallt ab.
Fotonenspiele

In der Physik kann unser Murmelspiel wie folgt beschrieben werden: Ein Foton, also ein Lichtquant, bewegt sich auf ein Elektron zu, welches sich um den Atomkern be­wegt. Nehmen wir weiterhin an, dass die Energie dieses Fotons genau so groß ist, um das Elektron in einen höheren energetischen Zustand zu versetzen. „Verfehlt“ das Foton das Elektron, passiert gar nichts. Trifft das Foton das Elektron genau, muss es die Energie des Fotons absorbieren – und passieren zwei Dinge gleichzeitig:

1. Das Foton verschwindet! („Wohin?“ – der Red.-Elch)

2. Das Elektron „springt“ („Wie?“ – der Red.-Elch) von einer Kreisbahnebene in die nächst höhere, da sein energetischer Zustand nicht in diese Kreisbahn gehört. Jedoch ist dieser neue Zustand, in welchem sich das Elektron befindet, instabil!

Die Fragen des Red.-Elch sind berechtigt, aber es kommt noch besser! Was denken Sie, passiert, wenn betreffendes Elektron – was verschiedene quantenphysikalische Gründe haben kann – wieder auf seine „alte“, im zugeordnete und stabile Ebene zu­rückspringt?

Es entsteht ein neues Foton! („Woher?“ – der Red.-Elch)

An dieser Geschichte und wie sie zu erklären sei, habe viele Quantenphysiker fast ihr Leben lang gearbeitet. Die Modellvorstellung für das „Wohin“ und „Woher“ des Fotons, die Physiker als Erklärungsmöglichkeit benutzen, beschreibt die Fotonen nun als virtuelle – also lediglich vor­stellbare – Teilchen.

Nur vorstellbar deswegen, da sie ja eine imaginäre – d.h. nicht vorhandene – Ruhe­masse besitzen und sich nur über ihre Bewegungsenergien definieren und quantifi­zieren lassen. Gibt ein Foton seine Energie vollständig an ein anderes Quant ab, wird es vollständig virtuell! Denn es bleibt keine Energie mehr übrig, um festzustellen ob es noch existiert. Es verliert damit seine Stoff­lichkeit und damit seine Eigenschaft, Materie zu sein.

Obwohl das virtuelle Prinzip des Fotons selbstverständlich erhalten bleibt und – wenn die Bedingungen stimmen (wie das obige Beispiel mit dem Elektron zeigt!) – auf dieses virtuelle Prinzip wieder Energie übertragen werden kann und es damit materiell als Foton wieder nachweisbar wird.

Bei dem Beispiel mit den Murmeln würden wir eine weitere Murmel hinzufügen wollen, die wir uns zunächst nur vorstellen, ohne sie wirklich in der Hand zu halten (virtuelles Prinzip). Jetzt bewegen wir unseren Arm (fügen dem System Energie zu), so wie wenn wir auf eine der existierenden Murmeln unsere gedachte Murmel wer­fen wollten.

Und tatsächlich, aus unserer Hand rollt eine Murmel – sozusagen die Manifestation der Bewegungsenergie, die dem Prinzip folgt, welches wir als Regel festgelegt haben. Nein, nein, wir sind noch nicht im magischen Teil unserer Über­legungen angekommen!

Es scheint tatsächlich und naturwissenschaftlich nachweisbar eine virtuelle oder vor­stellbare Ebene von Prinzipen zu geben, die überall im Universum den selben Regeln folgt. Bestimm­bare und erforschte Energieübertragungsmechanismen („Länger ging´s wohl nicht?“ – der Red.-Elch) werden ganz bestimmte Prinzipien zu­ordnet oder umgekehrt, auch wenn diese Prinzipien nicht materieller Natur sind – sondern den Charakter eines Naturgesetzes haben.

Der Tunneleffekt

So auch die Sache mit dem „springenden“ Elektron. Natürlich springt das Elektron nicht auf eine andere Bahn, das darf es nicht, denn es kann sich nur entweder in der einen oder in der anderen Kreisbahn um den Atomkern befinden.

Auch hier konn­ten experimentelle Studien und mathematische Überlegungen klarmachen, wie die Elektronen das hinkriegen, Physiker haben das den „Tunneleffekt“ genannt.

Die Elektronen scheinen auf der einen Kreisbahn zu verschwinden, um im gleichen Moment auf der anderen Bahn wieder aufzutauchen. Sie scheinen damit die materielle Bezugsebene zu ver­lassen und gleichzeitig ihren Platz – nur an anderer Stelle – wieder einzunehmen. Hier wird offensichtlich Energie (die des Elektrons plus der Energie des Fotons an der alten Stelle) einem Prinzip (dessen des Platzes, wo es sich aufhalten darf) zugeordnet, während im anderen Fall die Zuordnung eines Prinzips (des virtuellen Fotons) zu einer Energie (die das abwärts-bahn­wechselnden Elektron abgab) war.

Ende Teil III