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Gedanken einer Doktorandin

Test der Stringtheorie mit Komplexen Plasmen

Blogging on Peer-Reviewed Research LogoIn einem kürzlich veröffentlichten Artikel schlägt mein Kollege Markus Thoma einen Test der Stringtheorie mittels sogenannten „Einkomponenten Plasmen“ vor. So ein Plasma besteht aus geladenen Teilchen, die mittels Coulomb-Kraft miteinander in einem neutralisierenden Hintergrund wechselwirken. Mit diesem Modell kann man also ein echtes Plasma oder auch ein Komplexes Plasma, das ja außer den Ionen und Elektronen noch Mikroteilchen enthält, simulieren. Theoretisch sollte der Test also auch auf Komplexe Plasmen ausweitbar sein.

Aber einen Test der Stringtheorie? Die will ja bekanntermaßen eine „Theorie für Alles“ sein, also sämtliche Kräfte miteinander vereinen. Dazu verwendet sie als grundlegende „Teilchen“ die Strings, die kleiner als alle anderen Teilchen sind und die Kräfte durch Vibrationen erzeugen.

Nun sagt diese Theorie unter anderem voraus, dass das Verhältnis der Viskosität (die angibt, wie zähflüssig das System ist) und der Entropie (der Ungeordnetheit des Systems) immer größer als das Verhältnis zweier Naturkonstanten sein muss (insgesamt eine Zahl von 6 x 10^-13 K s). Diese Aussage sollte für alle relativistischen Quatenfeldtheorien gelten, und sollte daher auch auf nicht-relativistische Systeme ausweitbar sein.

Bisher wurden auch tatsächlich keine widersprechenden Messungen gemacht. Auch das in Markus Thomas errechnete Verhältnis dieser beiden Größen in Einkomponenten-Plasmen widerspricht der Aussage nicht. Nun wäre es interessant, diesen Wert z.B. in Komplexen Plasmen tatsächlich zu messen. Die Viskosität dieser Systeme wurde bereits experimentell bestimmt, nur die Entropie noch nicht.

Falls dann aber tatsächlich ein Widerspruch gezeigt wird, würde dies keinesfalls das Ende der Stringtheorie bedeuten, sondern es wäre nur die Hypothese widerlegt, dass man das Ergebnis auf nicht-relativistische Systeme ausweiten kann.

6. Juli 2008 Posted by | Physik | , | Hinterlasse einen Kommentar

Ein Platz auf Columbus gebucht

Das europäische Weltraumlabor ist bekanntlich vor kurzem endlich bei der Internationalen Raumstation angekommen und kann in Betrieb gehen.

Im Moment befinden sich fünf Telefonhäuschen-große Racks an Bord. Im Biolab werden Mikrooraganismen und kleine Pflanzen und Insekten untersucht, im European Physiology Modules der Effekt vom Weltraumflug auf den Menschen und im Fluid Science Laboratory Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit. Zusätzlich stehen noch das European Drawer Rack und der European Transport Carrier zur Verfügung, in das später noch andere Experimente eingebaut werden können, bzw. einfach als Lagerplatz.

Für die Zukunft sind aber auch noch andere Experimente geplant. EinsM. Kretschmer, MPE, das eventuell seinen Platz auf Columbus finden könnte, ist ein Experiment des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik: PK-4. Dabei handelt es sich um ein Plasma: ein Gas, das so energiereich ist, dass ein Teil seiner Atome ionisiert ist. So ähnlich wie bei einer Neonröhre. Das sieht man sehr schön beim Bild rechts: das zeigt die Röhre des PK-4 Experiments im Labor. Die Streifen (Striationen) sind eigentlich nicht gewollt, in dem Fall stammen sie von einem verunreinigten Gas.

In dieses Gas (das hoffentlich normalerweise schön rein ist 😉 )werden kleine Teilchen geworfen, die sich aufladen und dann miteinander wechselwirken. Wenn man sie mit einem Laser beleuchtet, kann man jedes einzelne der Teilchen mit einer Kamera beobachten und direkt deren Bewegung untersuchen.

Bild: M. Kretschmer, MPE

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15. Februar 2008 Posted by | Physik, Raumflug | , , , , | Hinterlasse einen Kommentar