... zum Vergleich: : Die SM-Sicht der Particle Data Group zum Neutron Wie erfreulich aussagefähig das vorliegende masse-radius-gekoppelte Denkmodell ist, lässt sich am konkreten Beispiel der Neutronenmasseberechnung "leicht" verstehen. Aus der (e-Proton)-(q0-Elektron)-Wechselwirkung entsteht das Neutron. Die Gesamt-Masse des Neutrons mn ergibt sich zu: mn = mp + me + ∆m [mn1]
Es wurden zur Berechnung folgende Werte verwendet: mA = me = 9,10938356e-31 kg : Elektronenmasse q0mA = (4/α) · me = 4,99325391071e-28 kg mB = mp = 1,672621898e-27 kg : Protonenmasse c: 2,99792458e+08 m/s α: 0,0072973525664 ► 0,00365535710097 : ( 1- √( 1 - α ) ) 0,77010243592 : 1/(1 + q0me/mp) ∆m = 1,405600680072e-30 kg ∆Eee = 1,263290890450e-13 J ~ 0,78848416 MeV mn(e-Proton-s-Elektron-Wechselwirkung) = mp + me + ∆m = 1,6749384370361e-27 kg
Vergleich mit experimentell bestimmter Neutronenmasse mn(exp) (1,674927471e-27 kg) [Quelle: CODATA 2014] mn(e-Proton-s-Elektron-Wechselwirkung) / mn(exp) ~ 1,0000065472
Hintergründe
Im
Rahmen der hier vorgestellten materiebildenden Proton-Elektron-Elementarkörper-Wechselwirkung
ist das (freie) Neutron neben dem Wasserstoffatom und (instabilen) Pionen
eine weitere elektron-proton-basierende Materie-Möglichkeit. Wobei zu bemerken ist, daß das
"freie" Neutron eine mittlere Lebensdauer von ~ 880 s besitzt.
Im Folgenden werden die Neutronenmasse mn und das
magnetische Moment ∆μBn des Neutrons konkret aus
einer Proton-Elektron-Ladungswechselwirkung berechnet.
Vorbetrachtungen Begriff der elektrischen Ladung Elektrische Ladung ist ein Sekundärbegriff der herrschenden Physik, der eine von der Masse und dem Radius des Ladungsträgers abgekoppelte "phänomenologische Entität" suggeriert. Spekulationen über die "Natur der elektrischen Ladung" beruhen auf den historischen Denkmodell-Entwicklungen. Elementarkörpertheorie basierend sind alle vermeintlichen Ladungswechselwirkungen auf Masse-Radius-Kopplungen zurückzuführen. (Elektrische) Ladungen innerhalb der Elementarkörpertheorie kommen nur implizit über Funktionen der Sommerfeldschen Feinstrukturkonstanten α vor. "Schlüssel" zum Verständnis der Materiebildungen sind die phänomenologisch begründeten Ladungsmöglichkeiten. Zum einen die energetisch ruhemasse-ruheradius-äquivalente (starke) Elementarkörper-Ladung q0 und die elektrische Elementarladung e. Ausgehend von der Masse-Radius-Konstantengleichung [F1], dessen universelle Bedeutung und Anwendbarkeit aus dem Postulat einer kleinsten (skalaren1) Wirkung h (Plancksches Wirkungsquantum) folgt, lassen sich u.a. alle materiebildenden Ladungskonstellationen konsistent "durchrechnen". 1Diese Aussage ist nicht trivial, da das Plancksche Wirkungsquantum auch der kleinsten Wirkung des axialen Drehimpulsvektors entsprechen könnte. Details zum Verständnis der Masse-Radius-Konstanten-Gleichung siehe das gleichnamige Kapitel und als "berühmte" Anwendung die exakte Berechnung des Protonenradius.
Zusammenhang zwischen Elementarladung e und starker gesamtenergie-repräsentierender Elementarkörperladung q0
Berechnung der Neutronenmasse mn aus der materiebildenden Überlagerung von Elektron und Proton Die Neutronenmasse mn geht aus einer materiebildenden Ladungswechselwirkung des Elektrons und Protons hervor und lässt sich durch die Wechselwirkung der Elementarkörperladung q0 für das Elektron und der elektrischen Elementarladung e für das Proton verstehen sowie berechnen, Hintergründe und Details siehe die Kapitel Ladungsabhängige Materiebildung
Allgemein gilt für die e - q0 - Wechselwirkung zweier Ladungsträger mit den Massen mB(e) und mA(q0)
Aus der (e-Proton)-(q0-Elektron)-Wechselwirkung entsteht das Neutron. Die Gesamt-Masse des Neutrons mn ergibt sich aus: mn = mp + me + ∆m ( : Gleichung [mq0e] ) [mn1]
Es wurden zur Berechnung folgende Werte verwendet: mA = me = 9,10938356e-31 kg : Elektronenmasse q0mA = (4/α) · me = 4,99325391071e-28 kg mB = mp = 1,672621898e-27 kg : Protonenmasse c: 2,99792458e+08 m/s α: 0,0072973525664 ► 0,00365535710097 : ( 1- √( 1 - α ) ) 0,77010243592 : 1/(1 + q0me/mp) ∆m = 1,405600680072e-30 kg ∆Eee = 1,263290890450e-13 J ~ 0,78848416 MeV mn(e-Proton-s-Elektron-Wechselwirkung) = mp + me + ∆m = 1,6749384370361e-27 kg Vergleich mit experimentell bestimmter Neutronenmasse mn(exp) (1,674927471e-27 kg) [Quelle: CODATA 2014] mn(e-Proton-s-Elektron-Wechselwirkung) / mn(exp) ~ 1,0000065472 Unter Berücksichtigung des phänomenologisch begründeten, näherungsfreien Lösungsweges, in formal-analytischer Gestalt der Gleichung(en) : mn = mp + me + ∆m [mq0e], ist das "theoretische" Ergebnis der Elementarkörpertheorie basierenden Neutronenmasse-Berechnung gemäß ladungsabhängiger Proton-Elektron-Wechselwirkung als sensationell zu bezeichnen.
"Ungeliebter" Sachverhalt Es folgt die Erwähnung eines Sachverhaltes, der "gerne" von der herrschenden Physik bei der "Beschreibung der Neutronensynthese", respektive bei dem Zerfall des Neutrons unerwähnt bleibt. Legt man die in der Literatur angegebene maximale kinetische Energie (~ 0,78 MeV) des bei dem Zerfall des Neutrons emittierten Elektrons zu Grunde, so ergibt sich die Massendifferenz des Neutrons zum Elektron und Proton direkt aus der relativistischen (kinetischen) Energie des Elektrons. Das ist nur dann als triviale Aussage zu verstehen, wenn man das Neutron Elementarkörper basierend aus einer direkten Proton-Elektron-Wechselwirkung (wie oben beschrieben) "gewinnt". Im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik haben wir jedoch eine postulierte Quark-Umwandlung und postulierte Neutrino-Emission vorliegen. Das SM liefert - im Vergleich zur Elementarkörpertheorie - keine Möglichkeit etwas "Konkretes" zum Neutronenzerfall formal-analytisch bzw. näherungsfrei zu berechnen. Mittelungen über freie Parameter, variable Kopplungskonstanten und postulierte Theorieobjekte und deren gleichfalls postulierte Wechselwirkungen sind zwar nachvollziehbar aber ohne (direkten) Existenzbeweis. Exemplarisch wird in den Kapiteln Neutrinos und Standardmodell (formal) logisch begründet, warum Quarks, Neutrinos, W-Bosonen und die Schwache Wechselwirkung nichts weiter als "epizyklische" Fantasien sind. Vorgeschmack Bedenke: Ein Experiment braucht zu seiner Konzeption eine konkrete Fragestellung. Ist die Fragestellung das Ergebnis eines mathematischen Formalismus der auf abstrakte Symmetriebeziehungen baut, so ist das Versuchsergebnis entsprechend theoriebeladen. Wenn dann noch die messbaren Ergebnisse vorselektiert und nur indirekt mit den postulierten Theorieobjekten „verbunden“ sind, ist der Interpretations-Beliebigkeit nichts mehr entgegenzusetzen. Die so theorieinduzierte, „erfundene“ Wissenschaft ist dann nichts weiter als ein dogmatischer Einigungsprozess ohne realphysikalisch basierenden Hintergrund. Was ist und was darf sein? Das einzige realobjekt-fassbare Argument für die Substruktur des Protons wäre bei genauer Betrachtung das magnetische Moment.
Wink mit dem Zaunpfahl: Wird von dem experimentellen Wert des magnetischen Momentes des Protons der "semiklassisch-theoretische" Erwartungswert subtrahiert und die Differenz mit dem experimentellen Wert des magnetischen Moments des Elektrons minus dem theoretischen Wert des magnetischen Moments des Elektrons verglichen, folgt, daß diese "größenordnungs-ähnlich" (1/1.18) sind.
∆μBp = 1,4106067873e-26 J/T - 5,0507836982111e-27 J/T = 9,0552841747889e-27 J/T ∆μBe = 9,284764620e-24 J/T - 9,27400999205404e-24J/T = 1,075462794596e-26 J/T 1,18766321833414 = ∆μBe / ∆μBp
Mit anderen Worten: "Verkörpert" man das magnetische Feld in einer "energetischen Analogie" so resultieren das messtechnisch erfasste magnetische Moment des Protons und des Elektrons aus der jeweiligen energetischen Überlagerung mit dem Magnetfeld. Das Magnetfeld selbst als „Energiegeber“ ist in Wechselwirkung mit Elektron und Proton und liefert einen messungsinhärenten, gekoppelten, "teilchenspezifischen" Beitrag in der Größenordnung von 1e-26 Joule/Tesla zum gemessenen magnetischen Moment des zu "untersuchenden" Objektes. Das bedeutet: Der ganze mathematische QFT-Zauber um vermeintlich anomale (intrinsische) magnetische Momente und deren teils „leptonischen“ QED-Korrekturen sind theorieinduziert, oder schlichter formuliert - im wahrsten Sinne des Wortes - gegenstandslos. Des Weiteren folgt daraus: Das experimentell bestimmte magnetische Moment des Protons ist nunmehr ohne Substruktur plausibel. Die elementarkörperbasierende denkmodell-analytische „Bestandsaufnahme“ ist in sehr guter Übereinstimmung mit dem gemessenen magnetischen Moment des Neutrons. Ergebnis: Das neutrale Neutron besitzt kein eigenes magnetisches Moment, so wie es im Rahmen semiklassischer und elementarkörper-basierender Grundlage für ungeladene Objekte gilt:
∆μBn = μBn(exp) - μBn(th) 9,6623650e-27 J/Tesla - 0 J/Tesla μBn(exp)
= ∆μBn
= 9,6623650e-27 J/Tesla - 0
J/Tesla =
9,6623650e-27 J/Tesla
Konsistente Annahme: Der gemessene Wert μBn(exp) = ∆μBn ~ 9,66237e-27 J/Tesla ist „nichts weiter“ als der messungsinhärente Beitrag des Magnetfeldes, den das Neutron, welches gemäß Elementarkörper basierender materiebildender Ladungswechselwirkung aus Elektron und Proton entstanden ist, im Magnetfeld „ induziert“. "Beweis"-Führung: Wenn die Annahme zutrifft, dann muß sich das magnetische Moment des Neutrons (μBn(exp) = ∆μBn) aus den messungsinhärenten Magnetfeldbeiträgen von Elektron und Proton (∆μBe und ∆μBp) berechnen lassen. Eine "einfache" Möglichkeit die drei Größen ∆μBn, ∆μBe und ∆μBp ohne explizite Kenntnis der Magnetfeldverkörperung zu verbinden ist : (∆μBn)² mit ∆μBe · ∆μBp gleichzusetzen. Hier gilt zu berücksichtigen, daß das Neutron aus der q0-Elektron und e-Proton Ladungswechselwirkung zusammengesetzt ist. Das lässt sich durch den Faktor 1 + (e/q0) = 1 + (√α/2) ausdrücken. Das resultierende - konsistent phänomenologisch begründete - Ergebnis [μn] sollte Alle aufhorchen lassen.
Gleichung [μn] lässt sich phänomenologisch begründet noch "verfeinern", indem eine explizite Massenabhängigkeit des Neutrons mit in die Berechnung eingeht, die die effektive ladungsabhängige Masse-Verkleinerung (inhärent damit gekoppelt eine ladungsabhängige proportionale Ladungs-Radius-Vergrößerung) im Verhältnis zur Gesamtneutronenmasse ausdrückt. "Ähnlich" wie beim Wasserstoffatom vergrößert sich der Objektradius in Abhängigkeit der Ladung, nur das im Falle des Neutrons das Proton als Elementarkörperladungsträger e (e-p) mit dem Elektron als Elementarkörperladungsträger q0 (q0-e) wechselwirkt. Des Weiteren bleibt das Neutron als solches gesamt-energetisch "erhalten", wo hingegen das H-Atom die Hälfte der Gesamtenergie als (α/4)-skalierte Bindungsenergie abstrahlt. Daraus resultiert beim Neutron der Faktor 2 für die effektive Ladungsmasse im Vergleich zur Neutronengesamtmasse.
Fazit Die konsistent phänomenologisch begründete, formalisierte Voraussage zum magnetischen Moments des Neutrons (Gleichungen [μn] und [μn2]), basierend auf ladungswechselwirkenden Magnetfeldbeiträgen von Elektron und Proton ( ∆μBe und ∆μBp ), identifiziert das Neutron als elektron-proton-basierend. Jedoch ist das magnetische Moment des Neutrons eine reine "Magnetfeld-Verkörperung", bedeutet: Das "magnetfeldbefreite" Neutron besitzt - im Vergleich zu Proton und Elektron - kein intrinsisches magnetisches Moment, sondern dieses besteht ausschließlich aus dem magnetfeld-messungsinhärenten Beitrag ( ∆μBn = μBn(exp) ).
... additive [Joule/Tesla] - Magnet - Beiträge für Proton, Neutron und Elektron stammen aus dem "Feld" selbst ...
∆μBp ~ ∆μBn ~ ∆μBe [ ! ] 9,055284175e-27 ~ 9,6623650e-27 ~ 1,075462794596e-26 1 : 1,06704161 : 1,18766322
Vorliegende experimentell gestützte Analyse und die resultierende phänomenologisch begründete Formalisierung demontiert die Annahme (asymmetrisch) Quarks-Seaquarks-Gluonen-substrukturierter Protonen und Neutronen.
Am Beispiel der magnetischen Momente wird deutlich, wie fatal sich falsche (Substruktur-)Annahmen auf die Entwicklung der Grundlagen-Physik auswirk(t)en. Der generelle Denkfehler bei allen Messungen liegt in der methodischen Vernachlässigung der "Struktur" - der von „außen“ eingebrachten - Wechselwirkungs-Energie, hier der Energie-Verkörperung des Magnetfeldes ausgelöst durch das zu untersuchende Objekt. Im Ergebnis ist das SM am Ende und wir stehen wieder am Anfang. Es galt und gilt die Phänomenologie und Wechselwirkung des „Feldes“ denkmodell-plausibel zu gestalten, bevor eine Formalisierung erfolgt.
Betrachtungen zur Anatomie anomaler magnetischer Momente
Weiterführend: In dem Kapitel Spin & Magnetische Momente wird plausibel gezeigt und formal-analytisch berechnet, wie - in energetischer Analogie - eine elektrisch geladene Hohlkugel mit konstanter Rotationsgeschwindigkeit zum ("bekannten") magnetischen Moment führt. Allgemeine materiebildende Möglichkeiten werden im Kapitel Ladungsabhängige Materiebildung detailliert erörtert. |