Betrachtungen zur Rotation elementarer Körper

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Um die vielfältigen Zusammenhänge durchschauen und verstehen zu können, bedarf es u.a. beträchtlicher historischer Kenntnisse. Diese gehören leider seit mehreren Jahrzehnten nicht zur Schul- und Universitätsausbildung von Physikern und Mathematikern. Zentrale Fragen einfacher Anschauung werden also weder in einem historischen Kontext erörtert noch im Rahmen der herrschenden mathematischen Modelle adressiert. Es hat sich in der Theoretischen Grundlagen-Physik seit mehr als 100 Jahren eine Denkmodell-Monokultur entwickelt, die den realobjektbefreiten, angewandten mathematischen Formalismus der Quantenfeldtheorien selbst zum physikalischen Phänomen erklärt. In dieser Welt der realobjektbefreiten Wahrscheinlichkeiten und Lagrangedichten führ(t)en auch Schreibfehler zu neuen Lösungen. Übergeordnet scheint die Basisinformation verloren gegangen zu sein, daß selbst ein realobjektfreundliches, plausibles Denkmodell nicht einer objektiven Realität entspricht, sondern stets ein subjektives Abbild "verkörpert".

Zur Form des Vortrages: Es gibt mehrere paradoxe Forderungen und Vorstellungen der Systemphysik, die auf Grund der erkennbaren Inkonsistenzen, Wirklichkeitsleugnung und fehlender Phänomenologie eine rein wissenschaftliche Auseinandersetzung unmöglich machen. Nur an Rationalität "gekoppelte" Ironie und Satire schaffen hier eine ertragbare Diskussionsnähe.

Die folgenden Gedanken zur (vermeintlichen) Eigenrotation stellen eine signifikante Denkmodell-Erweiterung der Elementarkörperdynamik dar. Zum Verständnis der fundamentalen Zusammenhänge werden die Ausführungen zum Elementarkörper und zum Elektronenradius als bekannt vorausgesetzt. Um dem ungeduldigen, neugierigen Leser ohne diese Kenntnisse dennoch einen Überblick zu ermöglichen, werden die fehlenden Zusammenhänge an entsprechender Stelle "kurz" erläutert. Die größte gedankliche Herausforderung besteht in der Abstraktion, daß der mathematische Ausdruck für den klassischen Bahn-Drehimpuls L = r x p , ILI = r · m · v in Verbindung mit Ladungsträgern phänomenologisch keine Bahnbewegung beschreibt, sondern ein energetisches Verhältnis ausdrückt. Das mag ohne Kenntnis der Elementarkörperdynamik (erst einmal) unbefriedigend erscheinen, obwohl aus Sicht der herrschenden Physik, die ungeklärte phänomenologische "Ansicht" etablierter Bestandteil des Denkens seit Einführung des quantenmechanischen Spins ist. Der quantenmechanische Spin "existiert" spätestens seit 1930 betrachtungsinkonsistent und ohne "Spin-Phänomenologie" rein mathematisch, siehe exemplarisch:

Kapitel 10.2 Dirac'sche Elektronentheorie 1928 Seite 10006  Zitat …“Denn der neue Drehimpuls hat mit dem, was man sich unter diesem Namen als mechanische Größe vorstellen kann, nichts mehr gemein. Er entsteht aus keiner Bewegung, sondern aus dem Zusammenwirken eines räumlichen Vektors mit den Dirac-Matrizen in dem Raum ihrer vier abstrakten Dimensionen.“…

ursprüngliche Quelle:  http://www.iup.uni-bremen.de/~bleck/lecture_notes/KT-15Kap.pdf/Kap-10-Elektron_Positron_Leptonen.pdf  Diese Quelle existiert nicht mehr. Eines von leider vielen Beispielen, wo die Informations-Einsteller Quellen verschieben oder ganz verschwinden lassen. Hier sieht man wie fragil Online-Referenzen sind. An den Aussage-Inhalten ändert sich so jedoch nichts.

Didaktischer Bullshit zum Thema des »quantenmechanischen Spins«

Quelle: Physik V – PEP4 Kern- und Teilchenphysik Vorlesung von Prof. J. Stachel April 2021 Seite 43  Universität Heidelberg

Tatsachen zum »quantenmechanischen Spin« sind...

Vergleiche dazu Quantenelektrodynamik (QED) und Teilchenphysik-Standardmodell (SM)-Postulate zur Struktur des Protons und der Strukturlosigkeit des Elektrons. Die QED beschreibt das Elektron als Ladungs- und Masse-Punkt, welcher offensichtlich keine realphysikalische Rotation  "ausführen" kann und das SM-postuliert das quarksbasierende asymmetrisch, ladungsfragmentierte Proton, welches keinen quarksbasierenden Spin besitzt. Zur Erinnerung: Quarks sind keine Teilchen, weder im phänomenologischen noch im quantentheoretischen Sinne, da sie nicht als isolierbare Partikel bzw. Zustände auftreten. Die postuliert quarksbasierenden physikalischen Teilchen andererseits sind im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik (SM) als gebundene Zustände aus Quarks und weiteren postulierten Theorieobjekten wie Gluonen und virtuellen Quark-Antiquark-Paaren zusammengesetzt zu denken. Die erste Annahme war, daß im Bild des SM der postulierte Protonenspin sich zu 100% aus den Spinanteilen der Quarks zusammensetzt. Dies wurde viele Jahre nach der ersten Annahme 1988 bei den EMC-Experimenten nicht bestätigt. Entgegen aller Annahmen wurden damals sehr viel kleinere, sogar mit Null verträgliche Anteile gemessen ( ∆∑ = 0.12 ± 0.17 European Muon Collaboration). Aber auch die zweite Annahme, daß die ins Leben gerufenen Gluonen zum Protonenspin beitragen, ergab nicht das gewünschte Ergebnis. In der dritten, derzeit aktuellen Theorie-Fassung sollen nun Quarks, Gluonen und deren dynamisch-relativistische Bahndrehimpulse im Ergebnis fein säuberlich den Protonenspin ausmachen. „Diese Leute“ sind so überzeugt von ihren Taten, daß sie das Wesentliche offensichtlich aus den Augen verloren haben. Wieso sollte die Natur eine komplexe mehrobjekt-asymmetrisch, ladungsfragmentierte, dynamische Substruktur schaffen, die nur im statistischen Mittel das „Gleiche“ liefert, wie das postuliert punktverarmte, "leptonische" Elektron, daß ohne "Mühe" und Struktur, sowohl einen "diskreten" halbzahligen Spinwert als auch eine betragsmäßig gleiche Ladung liefert?

Das Proton-Märchen im "aphoristischen Bild"

Elementarkörperdynamik bei äußerer Energiezufuhr

Die standardmodellübliche, falsche Anwendung der SRT auf dynamische Prozesse gehört ins Reich unerfüllter Wünsche der Liebhaber realobjektbefreiter Physik. Weder die propagierte "verbogene Axiomatik" noch die invalide Phänomenologie der Standardmodelldenker übersteht eine nähere dynamische Betrachtung. Masse-radius-gekoppelt sind die Proton-Streuzentren bei hochenergetischen Kollisionen mit Wirkungsquerschnitten kleiner als der Wirkungsquerschnitt des Protons - die theorieinduziert als (Quarks-Gluonen)-Substruktur interpretiert werden - die radialsymmetrisch radius-verkleinerten Protonen selbst. 

Es wird (nun) vorab anschaulich erörtert, daß die gemessenen magnetischen Momente des Protons und Neutrons keineswegs auf eine Substruktur hinweisen. Sowie die Abweichung des experimentellen magnetischen Momentes des Elektrons, bezogen auf den quantenmechanischen Erwartungswert, gleichfalls eine Folge der unverstandenen Mess-Phänomenologie ist. Dies wird verständlich, wenn man die Energie des magnetischen Messfeldes zur Bestimmung der (vermeintlich intrinsischen) magnetischen Momente berücksichtigt.

Normale und anomale Magnetische Momente

Wenn man von dem experimentellen Wert des magnetischen Momentes des Protons den "theoretischen" Erwartungswert (Gleichung [μintm]) subtrahiert und diese Differenz mit dem experimentellen Wert des magnetischen Moments des Elektrons minus den theoretischen Wert des magnetischen Moments des Elektrons vergleicht, stellt man fest, daß diese "größenordnungs-ähnlich" (~ 1/1.188) sind.

∆μ (p)   =  1,41061e-26 J/T    -    5,0507837e-27  J/T                 ~  9,0553e-27  J/T

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:

                  ∆μ_Bn    =                        μ_Bn(exp)               -    μ_Bn(th)

                                               9,6623650e-27 J/Tesla    -   0   J/Tesla

μ_Bn(exp)  =  ∆μ_Bn  =   9,6623650e-27 J/Tesla    -   0   J/Tesla       =     9,6623650e-27 J/Tesla         

                                                                                    [CODATA 2014]

Konsistente Annahme: Der gemessene Wert μ_Bn(exp)  =  ∆μ_Bn   ~ 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 (μ_Bn(exp)  =  ∆μ_Bn) aus den messungsinhärenten Magnetfeldbeiträgen von Elektron und Proton (∆μ_Be und ∆μ_Bp) berechnen lassen. Eine "einfache" Möglichkeit die drei Größen ∆μ_Bn, ∆μ_Be und ∆μ_Bp ohne explizite Kenntnis der Magnetfeldverkörperung zu verbinden ist : (∆μ_Bn)² mit ∆μ_Be · ∆μ_Bp 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 bei 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 ( ∆μ_Be und  ∆μ_Bp ), 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 besteht ausschließlich aus dem magnetfeld-messungsinhärenten Beitrag ( ∆μ_Bn = μ_Bn(exp) ).   

... additive  [Joule/Tesla] - Magnet - Beiträge für Proton, Neutron und Elektron stammen aus dem "Feld" selbst ...

                            ∆μ_Bp         ~          ∆μ_Bn                ~      ∆μ_Be                [ ! ]

                            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. 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

Eine ausführliche u.a. zahlenanalytische Bestandsaufnahme der magnetischen Momente und ein Standardmodell-alternativer Ansatz werden im separaten Kapitel Betrachtungen zur Anatomie anomaler magnetischer Momente vorgestellt.

 

Das herrschende Verständigungs- und Interpretationsproblem lässt sich verallgemeinern. Der generelle Denkfehler der herrschenden Physik bei allen "Messdeutungen" liegt in der methodischen Vernachlässigung der Struktur - der von „aussen“ eingebrachten - Wechselwirkungs-Energie, hier der Energie des Magnetfeldes. Energieaufspaltungen sind meist nicht selbstinduziert. Erst wenn von außen Energie in Form von elektrischen oder magnetischen Feldern eingebracht wird, kommt es zur Aufspaltung (diverser Energie-Niveaus). Phänomenologisch sind physikalische Felder unbegründet. Sie stellen aus Sicht eines zu untersuchenden Objektes (…Elektron, Atom, Molekül) unendliche Energie-Reservoirs dar, welche mit den zu untersuchenden "Test-Objekten" wechselwirken.

Fazit: Das einzige, realobjekt-fassbare (messbare) Argument für die Substruktur des Protons war aus quantenmechanischer, respektive Standardmodell-Sicht, das experimentelle magnetische Moment. Diese stark theoriebeladene Interpretation löst sich plausibel in Nichts auf, sobald realphysikalisch das Magnetfeld als wechselwirkender "Energie-Körper" ins "Spiel" kommt.

 

 

 

                              Elementarkörper                               Masse-Radius-Beziehung    Drehimpulsbetrag

 

 

Elementarkörper-Entwicklungs-Gleichungen

Die zeitabhängigen Elementarkörper-Entwicklungs-Gleichungen leiten sich aus der beobachteten Invarianz der (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit ab. Der fundamentale Unterschied zur (Speziellen) Relativitätstheorie, respektive zur Lorentztransformation, ist der wechselwirkungsnotwendige radialsymmetrisch-dynamische Charakter dieser Gleichungen (Ausführliche Erörterung im Kapitel Elementarkörper) .

Im Rahmen des Elementarkörper-Denkmodells kann es keine Eigenrotation des (ruhenden) Elementarkörpers geben, ansonsten wäre dieser nicht elementar. Die symmetrischste (räumliche) Anordnung ist die nichtrotierende infinitesimale Kugeloberfläche. Warum ist das so? Volumenelemente und Rotationsachsen schaffen Asymmetrien. Nur auf einer (idealisiert) infinitesimalen, nichtrotierenden Kugelschale sind alle "Punkt-Elemente", respektive Flächenelemente gleichberechtigt. Eine elementare Struktur kann also nur existieren, wenn alle Struktur-Elemente gleichberechtigt vorliegen. Ein Kugelvolumen besitzt bezogen auf den geometrischen Ursprung symmetrisch verteilt (entfernungs-)unterscheidbare Volumenelemente. Eine konstante Rotation schafft sowohl für das Kugelvolumen wie auch für die Hohlkugeloberfläche trotz Hauptträgheitsachse asymmetrische Verhältnisse. Je nach Position rotieren die Punkt-, Flächen- oder Volumenelemente mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Somit besitzt ein Rotationskörper, selbst wenn es sich um eine rotierende infinitesimale Hohlkugel mit konstanter Winkelgeschwindigkeit handelt, eine Substruktur, die sich durch verschieden schnell bewegte Strukturelemente manifestiert. Rotation kann also aus logischer Sicht keine Fundamentaleigenschaft einer elementaren Struktur sein.

 

 

 

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. Das ist aber nicht der Fall. Elektrische Ladung ist "nichts weiter" als eine (skalierte) Masse-Radius-Funktion. Der Irrglaube über die (unbekannte) Natur der elektrischen Ladung bzw. Spekulationen über diese 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 "rechnerisch" vor.

Im cgs-System (Zentimeter, Gramm, Sekunde) ist die elektrische Ladung "gleich" als Wurzel aus dem Produkt aus m₀r₀c² definiert. Hier ist natürlich zu beachten, daß alle verwendeten Größen in Zentimeter, Gramm und Sekunde richtig dimensioniert werden (müssen).

 

 

Randnotiz: Einfache Herleitung der Masse-Radius-Konstanten-Gleichung Betrachten wir das Plancksche Wirkungsquantum h als kleinste skalare Wirkung, so hat diese Wirkung die Dimension Energie mal Zeit. Division durch die Zeit ergibt eine Energie. Setzen wir für die Energie die masseabhängige Ruhe-Energie E0 = m0c² ein, so ergibt sich für jede Ruhe-Masse eine spezifische Zeit t(m0). Diese Zeit lässt sich auch durch die Comptonwellenlänge λ0 der Ruhemasse ausdrücken.   t(m0) = h/(m0c²) = λ0/c   [tm0]   Betrachten wir nun die Elementarkörper-Entwicklungsgleichung r(t) = r0 sin (ct/r0). Der Elementarkörper ist dann voll ausgebildet, wenn der Sinus von (ct/r0) gleich eins ist, daß ist für (ct/r0) = π/2 der Fall. Daraus resultiert eine vom maximalen Elementarkörper-Radius r0 abhängige Entwicklungszeit t0...  t0= (π/2)(r0/c)   [tr0]   Gleichsetzen von t(m0) und t0 Phänomenologisch ist die Umwandlung von Bewegungsinformation in Rauminformation abgeschlossen. Ohne äußere Wechselwirkung bleibt der Elementarkörper nun in diesem Zustand.

 

 

 

 

Elementarkörper-Entstehung und innere Dynamik

Zum Zeitpunkt t = 0 entfaltet sich eine diskrete Energie-Menge (+E₀) in Gestalt reiner Bewegungs-Energie und bildet einen masse-gekoppelten "Raum" in "Form" einer Kugeloberfläche gemäß der Gleichungen r(t) und m(t) bei stetiger Reduzierung der Expansionsgeschwindigkeit dr/dt. Erkenntnistheoretisch - und wenn man so will philosophisch - "steht" also der Nullpunkt, die "Null", nicht für "Nichts", sondern repräsentiert den maximalen Bewegungszustand. Dieser Zustand entspricht der (zeitlosen) Lichtgeschwindigkeit.

 

Elementarkörper-Denkmodell vergleichende Randnotizen: Gemäß Halton Arps Ansicht wird Masse lokal im Inneren der Galaxien erzeugt und bewegt sich mit fast Lichtgeschwindigkeit und wird sodann mit zunehmender Masse auf Grund der Impulserhaltung abgebremst. Diese Masse entkommt der Galaxie oder umkreist diese. Quelle: Seite 231, Seeing Red Redshifts, Cosmology and Academic Science 1997 von Halton Arp Weitere Ausführungen zu Arps Gedanken bezüglich der Masse-Kreation/Masse-Evolution finden sich exemplarisch im Kapitel 15.Empirical Attempts to Understand Matter Creation/Evolution. Quelle: Intrinsic Redshifts in Quasars and Galaxies   H. Arp C. Fulton D. Carosati  Arps "Bild" der Masse-Erzeugung entspricht "grob-qualitativ" dem Elementarkörper-Bild.

 

Die Masse-Bildung ist an die zeitabhängige Radius-Vergrößerung r =r(v(t)) gekoppelt. In einfachen Worten: Aus der anfänglichen, reinen Bewegungs-Energie entstehen stetig zeitabhängige Kugeloberflächen, die als solche einen "Raum" aufspannen, dessen Größe ein Maß für die äquivalente Masse ist. Nach einer Viertelperiode (½π) ist der Elementarkörper voll ausgebildet (r(t) = r₀ , m(t) = m₀), daß bedeutet das die Expansionsgeschwindigkeit v(t) gleich Null ist.

                

 

Statischer Zustand des Elementarkörpers

Phänomenologisch ist die Umwandlung von Bewegungsinformation in Rauminformation abgeschlossen. Ohne äußere Wechselwirkung bleibt der Elementarkörper nun in diesem Zustand. Aus dieser Entwicklungsphänomenologie ergibt sich u.a. plausibel die Masse-Radius-Konstantengleichung [F1]:Betrachten wir das Plancksche Wirkungsquantum h als kleinste skalare Wirkung, so hat diese Wirkung die Dimension Energie mal Zeit.

Formen wir Gleichung [F1] um, wird sofort klar, daß diese formal der Gleichung zur Berechnung des Bahn-Drehimpulsbeitrages  ILI = r·m·v entspricht. hat aber phänomenologisch nichts mit einem Bahndrehimpuls zu tun.

Die makroskopische Eigendrehung starrer Körper ist im Rahmen der klassischen Physik plausibel nachvollziehbar. Kosmologisch kann es - bedingt durch den Entstehungsprozess beliebiger "Vielteilchenkörper" mit konkreten Anfangsimpulsen - unter Einwirkung der Gravitation bei genauer Betrachtung keine rotationsfreien "Gebilde" geben. Des Weiteren sollte klar sein, daß elliptische Himmelskörperbahnen vektoriell durch Anfangsimpulse festgelegt sind. Reale Kreisbahnen sind praktisch ausgeschlossen. Eine "Analogie", respektive Projektion auf mikroskopische Prozesse wechselwirkender Ladungsträger ist aus verschiedenen Gründen jedoch phänomenologischer Nonsens. Interessant ist dennoch die Tatsache, das die Arnold Sommerfeldsche Erweiterung des Bohrschen-Atommodells ohne Spinpostulat "mathematisch korrekt" die Feinstruktur des Wasserstoff-Atoms beschreibt. Sommerfeld führte relativistische, Keplersche Ellipsenbahnen für das im Bohr-Modell radialsymmetrisch kreisende Elektron ein, bezog sich auf Kugelkoordinaten und quantisierte diese unabhängig voneinander. Warum er nicht konsequent himmelsmechanisch denkend, dem Elektron auch einen phänomenologischen Eigendrehimpuls im Sinne eines realphysikalischen Trägheitsmomentes gegeben hat, ist fragwürdig. Es wäre aus heutiger Elementarkörpertheorie basierender Anschauung evident gewesen, daß Bohr, Sommerfeld und Kollegen sich generell hätten fragen müssen, wie eine ladungsabhängige elektrische Zentripetalkraft mit einer mechanischen, masseabhängigen Zentrifugalkraft phänomenologisch wechselwirkt, da dies im Rahmen der herrschenden Beschreibungsmodelle nicht möglich war und ist. Erst wenn man die Masse-Radius-Kopplung und den Zusammenhang zwischen Ladung und Masse-Radius-Konstanz erkennt und akzeptiert, wird verständlich, daß das mathematische Gleichsetzen von elektrischer und mechanischer Kraft eine phänomenologisch begründete Basis besitzt (später mehr dazu...).  

(Alternative) Aussagen zum quantenmechanischen Spin zu machen sind eine äußerst undankbare Aufgabe, da die herrschende Physik seit Ende der 1920er Jahre keine Bemühung mehr unternommen hat, den Spin phänomenologisch, sprich denkmodell-anschaulich zu beschreiben. Wolfgang Pauli schlug 1924 vor einen »quantenmechanischen Freiheitsgrad« für das Elektron einzuführen, der zwei Werte annehmen kann, um die Emissionsspektren von Alkalimetallen beschreiben zu können. Ralph Kronig (1904 - 1995), ein Assistent Alfred Landés, schlug 1925 vor, dieser unbekannte Freiheitsgrad werde von der Eigenrotation des Elektrons hervorgerufen. Aufgrund der Kritik Paulis an dieser Idee blieb Kronigs Vorschlag unveröffentlicht. Ebenfalls 1925 postulierten Samuel Abraham Goudsmit und George Eugene Uhlenbeck den Elektronenspin zur Erklärung der Linienaufspaltung in den Spektren sowie des anomalen Zeeman-Effekts. Im Jahre 1927 formulierte Pauli einen Formalismus für den quantenmechanischen Spin des Elektrons. Mit Hilfe der Pauli-Matrizen konnte er Elektronen-Wellenfunktionen als 2-komponentige Spinoren darstellen. 1928 stellte Paul Dirac eine relativistische Bewegungsgleichung für das Elektron auf. Die nach ihm benannte Dirac-Gleichung beschreibt u.a. den halbzahligen quantenmechanischen Spin. In all diesen rein mathematischen Beschreibungen existiert keine phänomenologische Grundlage (später mehr dazu). 

Ein Parade-Argument gegen eine realphysische Eigendrehung des Elektrons stammt aus der sehr häufig geäußerten Annahme, daß Elektron hätte maximal einen Radius in der Grösse des klassischen Elektronenradius (~3·10^-15m) bzw. gemäß Teilchenbeschleuniger-Experimenten kleiner als 10^-18m, was zu einer äquatorialen Rotationsgeschwindigkeit zigfacher Lichtgeschwindigkeit führen würde, um den quantenmechanischen Spin zu erhalten. Offensichtlich hat sich "kein Mensch der etablierten Physik", losgelöst von der Systempropaganda, je wieder seit 1930 mit realphysikorientierten Alternativen beschäftigt. Im Rahmen des Denkmodells der Elementarkörper ist der systemphysikbekannte (quantenmechanische) Spin als Wirkung (h/2π), sowie die Sommerfeldsche Feinstrukturkonstante α inhärent mit der elektrischen Elementarladung e, respektive mit dem Verhältnis von elektrischer Energie zur Gesamtenergie verbunden, wie ("später") gezeigt wird. Die in diesem Zusammenhang phänomenologisch begründete maximale Geschwindigkeit beträgt v = α·c und ist inhärent mit einem Ruheradius von r = r₀/4α verbunden. Daraus resultiert in energetischer Analogie ILI = r·m₀·v. Ohne das an dieser Stelle weiter auszuführen, ist somit eine maximale (äquatoriale) "Drehgeschwindigkeit" von v = α·c möglich.

Elektrische Elementarladung e, elektrische Energie und Drehimpuls(-Betrag) L

Ohne weitere Annahmen folgt also mit den Beziehungen für die elektrische Ladung e ein Drehimpuls-Betrag. Das bedeutet, daß der "bekannte" Drehimpuls-Wert der QM direkt aus der Elementarkörperbetrachtung (in "energetischer Analogie") folgt. Zur Erinnerung: Der Ausdruck energetische Analogie weist darauf hin, daß im Falle des Elementarkörpers dieser weder rotiert noch sich sonst wie bewegt. (Vergleiche dazu die inkonsistente Annahme der QED das das Elektron als Ladungs- und Masse-Punkt keine realphysikalische Rotation  "ausführt" und das das SM-postuliert quarksbasierende asymmetrisch, ladungsfragmentierte Proton keinen quarksbasierenden Spin besitzt.↑)

Vorgeschichte

Quantenmechanisches Spin-Postulat und Epizykeltheorie

Die omnipräsenten pathologischen Beschreibungs-Prozeduren herrschender Physik(-Didaktik) mittels Begrifflichkeiten wie Spin oder Spin-Bahn-Wechselwirkung suggestiv an realphysikalische Objekte gedanklich "anzukoppeln", die Masse besitzen, Raum einnehmen und rotieren, ist seit Einführung der Quantenmechanik schizophren. Bedenke: Dem Elektron wird per Postulat ein Radius "abgesprochen". Protonen sind asymmetrisch ladungsfragmentiert, asymmetrisch substrukturiert und deren Quarks liefern u.a. nur ein Prozent der Protonenmasse und - wie bereits bemerkt - keine intrinsischen Spinbeiträge. Diskrete Bahnen wurden durch Wahrscheinlichkeits-Wellenfunktionen ersetzt, die zu "wahrscheinlichen", "verschmierten" Orten und Impulsen führen.

Schizophren auch deshalb, weil im gleichem Atemzuge der analog-mechanisch motivierten Suggestion dann wieder explizit geäußert wird, das es ja nicht so ist, wie in zahlreichen Illustrationen und semantischen Absonderungen propagiert wird.

Literatur-Beispiel:  

Kapitel 10.2 Diracsche Elektronentheorie 1928 Seite 10006  Zitat …“Denn der neue Drehimpuls hat mit dem, was man sich unter diesem Namen als mechanische Größe vorstellen kann, nichts mehr gemein. Er entsteht aus keiner Bewegung, sondern aus dem Zusammenwirken eines räumlichen Vektors mit den Dirac-Matrizen in dem Raum ihrer vier abstrakten Dimensionen.“…

Quelle:  http://www.iup.uni-bremen.de/~bleck/lecture_notes/KT-15Kap.pdf/Kap-10-Elektron_Positron_Leptonen.pdf 

Aus dieser Betrachtung folgt, daß alle theoretischen Ausführungen und Berechnungen zu Spin-Wechselwirkungen ("Spin-Bahn-Kopplung" ► Feinstruktur, Kernspin-"HüllenDrehimpuls" ► Hyperfeinstruktur)  keine Anschaulichkeit besitzen. Es sind lediglich  - mehr oder weniger - komplexe Rechenvorschriften ohne Realobjekt-Anbindung. An dieser Stelle offenbart sich exemplarisch das Dilemma quantenmechanischer Betrachtungen. Aus einer Schar von quantenmechanischen Rechenvorschriften lassen sich Spektrallinien-Aufspaltungen berechnen. In diesem Zusammenhang ist aber jedwede Verbindung zu realphysikalischen Objekten gekappt. Die Frage, warum mathematische Verfahren Lösungen liefern, die man experimentellen Werten zuordnen kann, ist auf Grund der fehlenden Phänomenologie nicht zu beantworten. Darüber hinaus stellt sich grundsätzlich die Frage, inwieweit Meßbares intrinsisch ist? Der generelle Denkfehler liegt in der methodischen Vernachlässigung der Struktur - der von „aussen“ eingebrachten - Wechselwirkungs-Energie. Energieaufspaltungen sind meist nicht selbstinduziert. Durch das "Anlegen" von homogenen oder inhomogenen elektrischen Feldern oder Magnetfeldern wird von aussen eine "energetische Störung" eingeführt. Phänomenologisch sind physikalische Felder unbegründet. Sie stellen aus Sicht eines zu untersuchenden Objektes (…Elektron, Atom, Molekül) unendliche Energie-Reservoirs dar, welche mit den zu untersuchenden "Test-Objekten" wechselwirken. Um diese mehr oder weniger willkürliche Situation zu beenden, wäre es zwingend die „Feld-Phänomenologie“ spektroskopischer Messungen zu bestimmen. Das ist im Rahmen der mathematisch begründeten QM weiterführend QED und QCD im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik sowie deren (Symmetrie-)Erweiterung (Supersymmetrie) nicht möglich, da die Objekte der Theorien allesamt keinen realphysikalischen Anspruch besitzen.

Seite 10010 …“Klassisch kann ein Drehimpuls L = r × p nie parallel oder antiparallel zum Impuls p stehen, sondern nur senkrecht zu ihm. Auch das signalisiert einen grundsätzlichen Unterschied zum Spin. Doch kommt er mit steigender Geschwindigkeit diesem Zustand immer näher, denn die Bewegung auf der Kreisbahn, die man sich zu einem Bahndrehimpuls ja immer vorstellen kann, hat bei schräg liegender Achse auch Komponenten parallel zu p, und nur diese werden durch die Lorentz-Kontraktion reduziert. Damit neigt sich die Drehachse immer stärker zur Flugrichtung hin und ist im hochrelativistischen Fall parallel (oder antiparallel) zu ihr.“

Quelle:  http://www.iup.uni-bremen.de/~bleck/lecture_notes/KT-15Kap.pdf/Kap-10-Elektron_Positron_Leptonen.pdf 

Da es weder in der Quantenmechanik noch in den Quantenfeldtheorien realphysikalische Objekte gibt und auch keine Bewegungen auf Kreisbahnen existieren, kommt man aus dem Staunen nicht mehr heraus, sofern man konsistent, formal-logisch denkt. Fakt ist: Es wurde noch nie ein quantenmechanischer Spin gemessen, es wird auch in Zukunft kein quantenmechanischer Spin gemessen. Gemessen wird stets ein magnetisches Moment, dem mathematisch sodann ein quantenmechanischer Spin zur Berechnung angeheftet wird. Das magnetische Moment basiert realphysikalisch aber auf Masse und Radius, auch wenn das Systemphysiker nicht wahrhaben wollen. Sowohl bei quantenmechanischen Spinberechnungen und daraus resultierend Folgeberechnungen erinnern die rein mathematischen Vorgänge an die Epizykeltheorie des Geozentrischen Weltbildes. Die Berechnungen der Epizykeltheorie mit damals 3 freien Parametern waren nie falsch, das dem zu Grunde liegende Weltbild jedoch eine Erkenntnis-Katastrophe.   

Es stellt sich psychologisch die Frage, warum mehrere Generationen von Physikern Selbst-Theorie leugnend von Bahnen und Drehimpulsen sprechen, schreiben und höchstwahrscheinlich auch denken, wenn "ihre" Theorien weder Bahnen noch Drehimpulse enthalten (dürfen). Eigenrotation setzt räumliche Ausdehnung, Masse und Drehachse voraus. Der "gemeine" Denker sollte sich selbstmotiviert schlicht mal die Frage stellen, warum die Theoretische Physik realphysikalische Objekte programmatisch ablehnt bzw. so sehr "fürchtet".

Fazit: Spin-Bahn-Wechselwirkung gemäß Dirac und "semiklassische" relativistische Korrektur ohne Spin sind im Ergebnis gleich! Der quantenmechanische Spin "entsteht rein mathematisch" mittels so genannter γ-Matrizen "innerhalb" eines Gleichungssystems. Wer Freude an mathematischen Ausführungen hat, kann dies in zahlreichen Abhandlungen selbst recherchieren.

Übrigens: Der »spin« und das »magnetische Moment« sind – entgegen häufig geäußerter Behauptung – nicht nur Ergebnisse der Dirac-Gleichung. Der erste Hinweis darauf, dass man die Pauli-Gleichung samt magnetischem Moment des Elektrons auch ganz im Rahmen einer nichtrelativistischen Theorie herleiten kann, stammt von Galindo.  A. Galindo, Sanchez del Rio, Am.J.Phys. 29, 582 (1961) Die Pauli-Gleichung geht auf den österreichischen Physiker Wolfgang Pauli zurück. Sie beschreibt die zeitliche Entwicklung eines geladenen Spin-1/2-Teilchens, das sich „langsam“ im elektromagnetischen Feld bewegt, so dass die Feldenergie und die kinetische Energie klein gegen die Ruheenergie sind, also ein eindeutig nichtrelativistisches Szenario. Wie in der klassischen Physik entspricht der QM-Ansatz zur Lösung der Schrödinger-, Pauli- oder Dirac-Gleichung der Idee eines bewegten Teilchens (Elektrons). Genau genommen wurde das klassische „himmelsmechanischanaloge“ (Bohrsche) Denkmodell des Wasserstoffatoms in die Quantenmechanik hineinkopiert. Es resultieren zwar im Zuge der theoretischen Weiterentwicklungen den verwendeten Formalismen zusätzliche Korrekturterme zur Energie(aufspaltung), doch die Kernidee eines bewegten Elektrons um einen "Zentralkörper" bleibt primär die Ausgangsbasis (siehe Hamiltonoperator) der Betrachtung.

Weitere Randnotiz: Die Herleitung des gyromagnetischen Faktors (Lande-Faktor g) aus der Schrödingerform der Dirac-Gleichung ist nicht formal-analytisch, da angenommen wird, daß die kinetische Energie und die elektrostatische Energie klein gegenüber der Ruhe-Energie des Elektrons sind. Das ist zwar grob richtig, aber je nach Genauigkeitsanspruch dann doch wieder sehr falsch. In diesem Zusammenhang erscheint die so methodisch selbstinduzierte Ungenauigkeit als merkwürdig, da anschließend in einem aufwendigen iterativen „QED- und QCD-Lösungsprozess“ diese - wiederum ohne Real-Objekt-Phänomenologie -  mathematisch nachkorrigiert wird.

Das "moderne" Unverständnis basiert auf einer in der Theoretischen Physik omnipräsenten Fehlinterpretation der Natur. Es ist unzulässig, Realität ausschließlich in Form eines mathematischen Modells zu fordern und ein Weltbild nur mit den Aussagen und Beweisen der Mathematik zu begründen. Natur beruht eben nicht auf mathematischen Axiomen und Definitionen und kann deshalb auch nicht nach den formalen Regeln der Mathematik hergeleitet und bewiesen werden.

Wie erkenntnistheoretisch sinnleer heutzutage gearbeitet und argumentiert wird, offenbart folgendes Beispiel:

Berechnung der Vierschleifen-Beiträge zu Taylor-Reihen-Entwicklungskoeffizienten der Vakuumpolarisationsfunktion in perturbativer Quantenchromodynamik

führt zu ungefähr 700 Feynman-Diagrammen

Lösung eines linearen Gleichungssystems mit nicht konstanten Koeffizienten

Größenordnung: Gleichungssystem mit 25 Millionen Gleichungen

liefert Lösungen für 4 Millionen Integrale

"Ergebnis"

Reihen-Entwicklung der Vakuumpolarisation

 Und nu?

Was soll dieses Ergebnis erkenntnistheoretisch aussagen?

Das es die Protagonisten in Brot und Arbeit stellt ist keine (wissenschaftliche) Rechtfertigung. 

(die etwas andere) Eigenrotation     klassisch verpönt    quantenmechanisch irreal

Um es an dieser Stelle vorweg zu nehmen ergeben sich in einem wahrlich größeren Bild u.a. Fragen zum Virialsatz (Virial-Theorem), zur Potentialfeldtheorie und zur Energieerhaltung. Der Virialsatz basiert u.a. auf der Idee von Kraftfeld-, respektive Energiefeld erfüllten Räumen, die ein unendlich großes Energiereservoir darstellen. Des Weiteren werden "virialsatzbedingt" nur "elastische" Wechselwirkungen behandelt, daß heißt, die Abstände zwischen den wechselwirkenden "Entitäten" sind größer als die Entitäten selbst. Trotz bzw. wegen diverser Randbedingungen ist es insgesamt "verwunderlich", daß der Virialsatz im Sinne einer Energieerhaltung nicht (weiter) hinterfragt wurde und nach wie vor nicht hinterfragt wird. Das Virialsatz-Theorem liefert keine "eigenen" Lösungen, sondern analysiert und kategorisiert über einen freien Parameter verschiedene Wechselwirkungssysteme. Die Aussage, "daß ist so gemäß Virialsatz" ist sinnleer, weil der Virialsatz nicht die Lösung des Systems lieferte, sondern das System analytisch nach Kenntnis der Wechselwirkung mathematisch erfasst.

Das Virialsatzgebilde "kollabiert" im Rahmen der Elementarkörpertheorie. Denn eine elementare Wechselwirkung ist stets inelastisch. Was aus Sicht der herrschenden Physik "relativistisch" erscheint, ist im Bild der Elementarkörper eine Folge der Radialsymmetrie, geometrisch begründet, dynamisch und inertialsystembefreit. Konkret: Die Grundzustands-Energie zweier Ladungsträger wird Elementarkörper basierend ohne Anwendung des Virialsatzes berechnet. Siehe die Beispiele Wasserstoff-Atom, Myonischer Wasserstoff und Positronium im Kapitel Wasserstoffatom► oder allgemeiner die Ausführungen im Kapitel Materiebildung►.

Die Problematik des Virialsatzes führt historisch zu Fritz Wicky, einem Schweizer Physiker und Astronom (1898 - 1974), der ausgehend vom Virial-Theorem auf die Existenz »Dunkler Materie« schloß. Spätestens an diesem esoterischen Spekulations-Punkt hört der Erkenntnissuchende die Alarmglocken läuten. Im Kapitel Gravitation wird anschaulich erklärt und minimalistisch (vor)gerechnet, daß das vermeintlich "Dunkle" eine elegante Erklärung in der Raumausdehung und somit in der Raum-Energie findet, sofern man bereit ist zu realisieren, daß es keinen masseentkoppelten Raum gibt. Der Glaube an eine mathematische Rechenvorschrift blendet(e) offensichtlich den Wunsch nach erkenntnistheoretisch wichtiger phänomenologischer Anschauung aus. Sowohl physikalisch als auch interdisziplinär ist diese Art der reduzierten Forschung im Elementarkörper basierenden Denkmodell nicht gestattet. Entweder es gibt eine stringente, plausible Vorstellung und eine assoziierte, nachvollziehbare, minimalistisch-mathematische Lösung oder aber die Phänomenologie taugt nichts.

Um einen Einstieg in die verschachtelten, komplexen, selbstgemachten Problematiken der herrschenden Physik zu finden, werden erst einmal die vermeintlich plausiblen Ideen, Abstraktionen, Berechnungen und Ergebnisse zu Spin und magnetischen Momenten erörtert. Wobei das Hauptaugenmerk auf phänomenlogischen Aspekten liegt. Danach folgt die Elementarkörper basierende Erlösung in Form energetischer Analogien. Ein Rezitieren von bekannten quantenmechanischen Aussagen und Gleichungen ist nicht Gegenstand dieser Ausführungen. Unter "Einführendes" kann sich jeder Leser selbst bei Bedarf relevante Informationen einholen. 

Systemphysik-Grundpostulate zum quantenmechanischen Spin des Elektrons

Im Grundzustand des H-Atoms ist der Bahndrehimpuls des Elektrons Null. Die Bahnbewegung des Elektrons liefert keinen Beitrag zum magnetischen Moment. [Da ist sie wieder, die omnipräsente Schizophrenie...]  Das gesamte magnetische Moment basiert auf dem postuliert intrinsischen Spin des Elektrons. Magnetische Momente können durch den Spin ungepaarter Elektronen, durch den elektronischen Bahndrehimpuls oder auch durch die Kernspins bewirkt werden.

Zur Sache des g-Faktors

Der gyromagnetischer Faktor, Lande-Faktor g oder kurz g-Faktor ist im Rahmen der Elementarkörpertheorie zur Beschreibung sowohl (des Betrages) des "quantenmechanischen Bahndrehimpulses" als auch zur Beschreibung des "quantenmechanischen Spins" überflüssig. Aus Sicht der Elementarkörpertheorie musste QM-basierend der g-Faktor eingeführt werden, da das quantenmechanische Spinpostulat, welches sich durch die Spinquantenzahl s = 1/2 ausdrückt, sonst nicht zum intrinsischen magnetischen Moment des Elektrons führt.

Banalerweise wird also, wie wir sehen werden, das Bohrsche Magneton mit dem g-Faktor 2 multipliziert, damit es gleichfalls mit 1/2 multipliziert werden kann. Das der g-Faktor für das Elektron nicht wie theoretisch approximiert 2 sondern (-) 2,00231930436182 beträgt, führen Quantenfeldtheoretiker auf notwendige Korrekturen zurück, die hauptsächlich mittels Quantenelektrodynamik - und zu kleineren Teilen quantenchromodynamisch - begründet sind. Das Minuszeichen (-) gibt an, das die QM-theoriebeladene Messung des magnetischen Momentes eine Erwartungsrichtung vorgibt und der Messwert nicht der "Erwartungsrichtung" entspricht. Wir lassen das hier mal so im Raum stehen, berücksichtigen das Minuszeichen aber nicht weiter.

Es zeigt sich, mittels einer nicht Quantenfeldtheorie beladenen Plausibilitäts-Betrachtung, daß die wirklichen Gründe der Abweichung, erstens von der unzulässigen Ableitung des Dirac-Wertes 2 aus der Dirac-Gleichung selbst stammen und des Weiteren diese insgesamt fragwürdig ist, sowie das der phänomenologische Grund für das experimentell gemessene vom g-Wert 2 abweichende Ergebnis das Magnetfeld selber ist. Es handelt sich offensichtlich, auch bei der Bestimmung des magnetischen Moments des Protons und des Neutrons, um eine mess-inhärente methodische Vernachlässigung der Magnetfeldenergie. Schlicht formuliert bedeutet das, daß die Magnetfeldenergie additiv zum vermeintlich gemessenen Wert beigetragen hat. Dies wird noch ausführlich erörtert. Beginnen wir nun mit der "Märchenstunde".         

Magnetisches Moment

Von der Systemphysik sehr gern gewähltes "Anfangs-Märchen" zur Phänomenologie der intrinsischen magnetischen Momente.

Fein aufgepasst, es war einmal ...

Ein gerader elektrischer Leiter wird (idealisiert) zu einem Kreis gebogen. Es wird eine Spannung angelegt, sodann „fließt“ ein elektrischer Strom, der ein magnetisches Moment µ „induziert“, wobei das Moment in Normalenrichtung zur Fläche dA gerichtet ist, rechtssinnig bezüglich der Richtung des Stroms I. Da die Träger elektrischer Ladung Masse besitzen, ruft ihre Bewegung in der Leiterschleife ein Drehmoment hervor.

"Projektions-Postulat" der herrschenden Physik: Analog verhält es sich bei der Bewegung der Elektronen um den Atomkern. Zu dem magnetischen Moment existiert also immer ein Drehmoment, welches parallel und proportional zu Ersterem ist. Der Proportionalitätsfaktor ist das gyromagnetische Verhältnis γ.  

1. Kommentar zum Märchen: Ohne das an dieser Stelle näher zu erläutern „kreisen“ im makroskopischen Vielteilchenprozess aber keine Ladungen in einer Leiterschleife. Vielmehr ist die assoziierte Energie „am ehesten“ als „lichtschnell kreisströmend“ zu verstehen (Stichwort: Poyntingvektor). Am Rande bemerkt ist die Driftgeschwindigkeit der Leitungselektronen im Hinblick auf das nun Folgende nicht der Rede wert. Logisches Fazit: Mathematisch Formalisierbares hin oder her, aber eine Projektion dieses Vielteilchenmodells (:driftgeschwindigkeitsbewegter Ladungsträger in einem Festkörper) auf das einzelne Wasserstoffatom, respektive auf „Bohrsche Elektronen-Bahnen“ gehören in die Kategorie „Phänomenologischer Nonsens“.

Randnotiz: Auch wenn das hier in der weiteren Betrachtung (gleichfalls) nicht berücksichtigt wird, ist auffällig das die herrschende Physik thermodynamische Aspekte meist „unterschlägt“. Ein „Temperaturfeld“ repräsentiert letztendlich ein Energiereservoir. Zu jeder Messung gehören realphysikalisch zwingend auch thermodynamische Randbedingungen und Korrekturen. Hier ist es evident, die Versuchs-Temperatur als energetisch maßgebende Größe zu berücksichtigen, damit diese wechselwirkungs-abbildend „mitformalisiert“ werden kann.

Weiterführend „kennt“ die Quantenmechanik keine diskreten, feststehenden Bahnen, sondern nur Aufenthaltswahrscheinlichkeiten. Das führt zu fatalen Widersprüchen. Beispiel: Die Grundzustandsenergie ist nur halb-klassisch an den Bohrschen Radius a₀ „gebunden“. Quantenmechanisch ist der Bohrsche Radius die ortswahrscheinlichste Entfernung zwischen Elektron und „geografischen“ Protonenmittelpunkt, aber im statistischen Mittel ist das Elektron, gleichfalls aus Sicht der QM, (3/2) · a₀ vom Protonenzentrum entfernt!

Aber nur der mittlere Erwartungswert (3/2) · a₀ kann der mittleren Energie zugeordnet werden. Die resultierende "Verknüpfungsproblematik" wird schlicht nicht thematisiert. Und auf Grund der postuliert asymmetrisch ladungsfragmentierten Quarks des Protons (2up-Quarks (+2/3e) und 1 down-Quark (-1/3e)) kann das Proton nur im statistischen Mittel eine radiale Ladungssymmetrie liefern. Konsequent gedacht „eiert“ das Elektron halbklassisch um ein asymmetrisches Ladungszentrum, bzw. ordnet sich eine „Ladungswolke“ zeitabhängig asymmetrisch „irgendwie“ an. Noch konsequenter gedacht stellt sich die Frage, ob mit diesen Randbedingungen überhaupt ein stabiler Zustand erreicht werden kann, der zum beobachtbaren Wasserstoff-Atom führt? Diese Frage braucht nicht beantwortet werden, da die Standardmodell-Gedanken zum Elektron und Proton eh inkonsistenter "Unsinn" sind.  

Halten wir also erst einmal fest: Das Bohrsche Magneton (nach Niels Bohr benannt) ist der Betrag des magnetischen Moments, das ein Elektron mit der Bahndrehimpulsquantenzahl l = 1 durch seinen Bahndrehimpuls erzeugt. Nach dem Bohrschen Atommodell ist dies der Zustand mit niedrigster Energie (Grundzustand). Das Bohrsche Magneton „entspricht“ einem Elektron mit einem Drehimpuls l = ħ. Dieses ist der Bahndrehimpuls eines Elektrons auf der ersten Bohrschen Bahn des Wasserstoffatoms.  

2. Kommentar zum Märchen: Die „Idee“ des kreisenden Elektrons ist aber, wie bereits mehrfach erwähnt, weder in der QM noch in der QED (formal-)existent. Auch die Elementarkörpertheorie kennt keine kreisenden Elektronen (auf Bohrschen Bahnen). Das „Konzept“ des Bohrschen Magnetons ist also - je nach Betrachtungsweise – insbesondere in Hinblick auf die realobjektbefreite, herrschende QED als phänomenologisch „abgefahren“, „irre“, schizophren, … oder einfach nur als falsch zu „bewerten“.

Um das noch deutlicher auszudrücken: Es wird eine (semi-)klassische, bewusst phänomenologisch falsche „physikalische Referenz“ (Bohrsche Magneton) eingeführt, dessen Zahlen-Wert (in Joule/Tesla, Ampere ·Quadratmeter) sodann im Zuge des (erweiterten) Formalismus der QM (Dirac-Gleichung) genähert wird, respektive der QED nachkorrigiert wird. Schlimmer noch, ein isoliertes, freies Elektron soll nun - unabhängig von der „Bohrschen Bahn“ des Wasserstoffatoms - ein gleich großes intrinsisches magnetisches Moment besitzen, wie im Falle des protongebundenen, kreisenden Elektrons. Diese Annahme ist im Rahmen des SM aus verschiedenen Gründen unzulässig. Zur Erinnerung: Zu Punkten verarmte Massen und Ladungen können keine Rotationsachsen besitzen, folgend gibt es weder Trägheitsmomente folgend keine Rotation noch magnetische Momente. Bedeutet: Die Messung eines intrinsischen, magnetischen Momentes des freien Elektrons ist aus Sicht der herrschenden Systemphysik phänomenologisch vollkommen unbegründet.

 

Kernmagneton

Aus dem unverstandenen magnetischen Moment des Elektrons leitet sich gemäß herrschender Physik in Analogie das gleichfalls phänomenologisch unbegründete magnetische Moment des Protons ab, welches irreführender Weise als Kernmagneton bezeichnet wird.

Aber wie soll man sich das „praktisch“ vorstellen? Ersetzt man das Elektron auf der Bohrschen Bahn allen Ernstes durch ein Proton? Denn nur das lässt die propagierte Analogie-Phänomenologie der herrschenden Physik „anschaulich“ zu. Worum kreist dann nun dieses Proton? Um ein Proton kann es wegen der Ladungsgleichheit nicht kreisen. Zur Erinnerung: Die „Idee“ des „Kreisenden“ ist weder in der QM noch in der QED existent. Darüber hinaus wird der ursächliche, energetische Aspekt der Bohrschen Bahn komplett ausgeblendet. Was war noch einmal der Bohrsche Radius? (…Denken Sie selbst…)

Logisches Ergebnis: Der gesamte Vorgang ist mathematisch zwar trivial, man ersetzt lediglich die eine Masse durch eine andere Masse, aber phänomenologisch gibt es keine Argumentation, sprich, die „Projektion“ vom kreisenden Elektron auf der 1. Bohrschen Bahn auf ein kreisendes Proton auf der 1. Bohrschen Bahn ist grotesk. Wenn man den Initiatoren eines solchen Denkens keine Dummheit vorwerfen will, dann bleibt nur schiere Überheblichkeit. Die, die diesen physikalischen Quatsch unkritisch glaub(t)en, sind Opfer einer Massensuggestion.

Wie auch immer, jetzt beginnt "erst recht" der Wahnsinn. »Die herrschende Physik« erwartet also (erst einmal), daß ein Proton experimentell den (offensichtlich falschen) „theoretischen“ Wert liefert und nimmt dann die große Differenz zwischen gemessenen und „theoretischen“ Wert unter anderem zur Bestätigung der Annahme, daß das Proton – anders als das Elektron – substrukturiert ist. Im physikalischen Off mach(t)en sich sodann tausende Theoretische Physiker über Jahrzehnte im Rahmen der Quantenelektrodynamik und Quantenchromodynamik an die Arbeit die g-Faktoren für Elektron und Proton auf möglichst viele Stellen hinter dem Komma (iterativ) zu berechnen. Im Falle des vom Standardmodell postuliert substrukturierten Protons gibt es viele Möglichkeiten, weil die postuliert „verantwortlichen“ Theoriegrössen (Quarks, Gluonen, Pionenwolken) sehr beliebig gemischt und „jedweder“ postulierten Bindungs-Energie-Wechselwirkung unterworfen werden können.  

Es drängt sich die Frage auf, was genau in Experimenten zur Bestimmung des magnetischen Moments des Elektrons gemessen wird, wenn das Elektron sich dort ohne Protonenwechselwirkung, folgend ohne "energetische Bohrsche-Radius-Verknüpfung" als „stand-alone“-Elektron im Magnetfeld befindet? Die gleiche Frage gilt beispielsweise auch für das magnetische Moment des Myons ohne Proton.   

Halten wir das "phänomenologisch Irrationale" fest: Das Kernmagneton ist gemäß Postulat herrschender Physik das (intrinsische) magnetische Moment eines Dirac-Teilchens mit der Ladung und Masse des Protons. U.a. die postulierte Substruktur und postuliert asymmetrische Ladungsfragmentierung des Protons bleiben in diesem Denkprozess  „unberücksichtigt“. Man erwartet also (erst einmal), daß ein Proton experimentell den „ quantenmechanisch theoretischen“ Wert liefert und nimmt dann die „große“ Differenz zwischen gemessenen und „theoretischen“ Wert unter anderem zur Bestätigung der Annahme, daß das Proton – anders als das Elektron – substrukturiert ist.

Nun, genug ist genug. An dieser Stelle verlassen wir erst einmal das etablierte, tragikomische Denkgebäude der herrschenden Physik und wenden uns einer stringent masse-radius-gekoppelten Objekt-Theorie zu, die phänomenologisch plausibel erklärt und welche zu Berechnungen führt, die auf Grund des mathematischen Minimalismus erkenntnistheoretisch wertvoll sind. 

Beginnen wir mit der elementarladungs-energetisch begründeten Alternative zu dem überflüssigen quantenmechanischen Spin-Postulat.

Vorbetrachtungen

Sommerfeldsche Feinstrukturkonstante α

Konsequenterweise wird die Feinstrukturkonstante α Elementarkörpertheorie basierend energetisch bestimmt. Sie ergibt sich aus dem Vergleich von Gesamt-Energie und elektrischer Energie mittels der elektrischen Elementarladung e :

Hier ist zu bemerken, daß quantitativ nicht α sondern α/4 das "Maß der Dinge" ist.

Fundamentalgleichungen der elektrischen Elementarladung e

Im Bild des (oszillierenden) Elementarkörpers charakterisiert die Geschwindigkeit v den zeitabhängigen Entwicklungszustand. Darüber hinaus repräsentiert das Verhältnis von v²/c² einen energetisch statischen Zustand, insofern dieser durch einen äußeren Parameter eindeutig festgelegt ist. Die elektrische Elementarladung e ist ein solch äußerer Parameter. Es wird nun gezeigt, daß das Geschwindigkeitsverhältnis α = v/c allgemein an die elektrische Elementarladung, respektive an das Verhältnis von elektrischer Energie zur Gesamt-Energie gekoppelt ist. Aus α = v/c folgt für den elementarladungs-äquivalenten Radius r = r₀/4α. α ist kein Zufall.  

Das bedeutet im Bild der Raum-Energie(-Vergrößerung) : In dem Maße, wie sich die vor der Expansion des Elementarkörpers "ursprüngliche" Masse abhängige Energie nach der Expansion verkleinert hat, so hat sich proportional die Raum-Energie vergrößert. Die elektrische Elementarladung e verkörpert diesen Sachverhalt. Die Gesamt-Energie als Summe aus Masse abhängiger Energie und Radius abhängiger Energie ist stets konstant. Diese Gesamt-Energie-Konstanz gilt auch für makroskopische Vielteilchensysteme, die nicht der Masse-Radius-Konstanten-Gleichung "genügen". Ausführliche Betrachtungen und formale Ergebnisse, siehe das Kapitel Gravitation. Das Geschwindigkeitsquadrat ist ein reziprok-proportionales Maß für die Verkleinerung der masseabhängigen Energie. Man kann sich das so vorstellen, daß der ursprüngliche Elementarkörper energetisch durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit : c² charakterisiert wird und der räumlich vergrößerte Elementarkörper durch v² mit 0 < v < c. In dieser Betrachtung wird die Reduktion der masse-abhängigen Energie auf v² äquivalent übertragen. Eine Raum-Energie-Vergrößerung, charakterisiert durch r/r0 hat eine proportionale Geschwindigkeits-Energie-Reduzierung, charakterisiert durch (v/c)², zur Folge. Bezogen auf die elektrische Selbst-Energie der Elementarladung e mit dem Faktor α/4   Eine α-abhängige Raum-Energie-Vergrößerung kann nur für α im Nenner erfolgen, da α < 0 ist. Da als Ergebnis α/4 feststeht, muß (v/c)² eine Potenz höher in der α-Abhängigkeit sein, als r/r0. Allgemein formuliert mit Hilfe der Koeffizienten a und b folgt :                                                                                           Gleichungen [mrα2], [mr4α2], [rα] und [vα] ergeben sich allgemein aus der Wechselwirkung zweier elektrischer Elementarladungen e. Die Massen der Ladungsträger spielen keine Rolle. Gleichung [rα] ergibt für das Elektron (r0 = re = FEK/me) sozusagen den "protonenbefreiten" Bohrschen Radius (r0/4α).

Elektrische Elementarladung e und Drehimpuls(-Betrag) L

Ohne weitere Annahmen folgt mit obigen charakteristischen Beziehungen für die elektrische Ladung e ein Drehimpuls-Betrag L. Das bedeutet, daß der "bekannte" Drehimpuls-Wert der QM direkt aus der Elementarkörperbetrachtung in "energetischer Analogie" folgt. Der Ausdruck energetische Analogie weist darauf hin, daß im Falle des Elementarkörpers dieser weder rotiert noch sich sonst wie bewegt. Der intrinsische Spin ist also das mathematische Produkt aus elektrischer Ladung e, ladungsspezifischen Radius (r₀/4α) und der assoziierten Geschwindigkeit (αc) unter Anwendung der Masse-Radius-Konstantengleichung [F1].

 

 

Mit anderen Worten: Die Suggestion der herrschenden Physik, daß der Drehimpuls-Betrag aus dem axialen Drehimpulsvektor einer Eigenrotation stammt, ist zwar mathematisch "richtig" aber phänomenologisch falsch. Formal war dies nie in Frage gestellt, noch nicht einmal von der herrschenden Physik, da diese den "Spin" rein mathematisch "gewinnt". Zur Erinnerung: Kapitel 10.2 Diracsche Elektronentheorie 1928 Seite 10006  Zitat …“Denn der neue Drehimpuls hat mit dem, was man sich unter diesem Namen als mechanische Größe vorstellen kann, nichts mehr gemein. Er entsteht aus keiner Bewegung, sondern aus dem Zusammenwirken eines räumlichen Vektors mit den Dirac-Matrizen in dem Raum ihrer vier abstrakten Dimensionen.“…Quelle:  http://www.iup.uni-bremen.de/~bleck/lecture_notes/KT-15Kap.pdf/Kap-10-Elektron_Positron_Leptonen.pdf 

Im Denkmodell der Elementarkörper kommt die Frage bzw. die Suggestion erst gar nicht auf, denn ein (ruhender) Ladungsträger (Elementarkörper) zeichnet sich eindeutig durch sein Verhältnis von radiusabhängiger zu masseabhängiger innerer Energie aus. Vermeintliche Drehimpulsbeträge sind stets skalare Wirkungen und resultieren aus energetischen Betrachtungen. Im Kapitel Materiebildung wird plausibel erörtert wie so das Wasserstoffatom, Neutron und Pionen entstehen. Ohne das hier näher explizit auszuführen (siehe auch hier für Details das Kapitel Materiebildung) folgen die zwei weiteren möglichen "Ladungs-Wirkungen":

Drehimpulsbeträge der erweiterten materiebildenden Ladungsmöglichkeiten

Es ergeben sich konsistent zur e-e-Wechselwirkung Drehimpulsbeträge für die e-q₀- und q₀-q₀-Wechselwirkung.

 

Magnetische Moment einer homogen geladenen rotierenden Hohlkugel

Zur Erinnerung: Ausgangspunkt (in energetischer Analogie): Hohlkugel mit einer Ladung q die sich gleichverteilt auf der Oberfläche befindet und mit konstanter Winkelgeschwindigkeit ω um eine Hauptträgheitsachse rotiert. 

                                      

intrinsisches magnetisches Moment μ_int.

                                                                    mit

 

 

Normale und anomale Magnetische Momente

Offensichtlich gibt es klassisch keine Quantelung des Drehimpulses. Streng genommen müssen wir zwischen klassischer Theorie und klassischer Realität unterscheiden. In der klassischen Theorie könnte neben Massenansammlungen von diskreten Entitäten, idealisierten Leiterschleifen, etc. auch ein einzelnes Real-Objekt vorkommen. In der klassischen Realität handelt es sich aber stets um makroskopische Vielteilchensysteme. In diesem Sinne ist die Bezeichnung normales Magnetisches Moment für ein Einzelobjekt deplaziert.

Wie wir aber auch immer den Unterschied zwischen Theorie und Experiment der magnetischen Momente nennen (normal, anomal, xxxxx), der phänomenologische Grund ist nicht der von Quantenfeldtheoretikern propagierte.

Ohne viele Worte zu machen folgt hier nun eine anschauliche Begründung, daß der experimentelle Wert des magnetischen Momentes des Protons sowie des Neutrons der Denkmodellvoraussage der Elementarkörpertheorie entspricht. Wir verabschieden uns nun mittels Plausibilitätsbetrachtung eindrucksvoll von Spinpostulat, g-Wert, gyromagnetischen Verhältnis und „Anomalienthese“. Nichts davon hat einen erkenntnistheoretischen Wert. Was bleibt ist die zentrale Frage nach der anschaulich-phänomenologisch begründeten energetischen Struktur des Magnetfeldes und der daraus resultierenden Elementarkörper-Wechselwirkung.

Wenn man von dem experimentellen Wert des magnetischen Momentes des Protons den "theoretischen" Erwartungswert (Gleichung [μintm]) subtrahiert und diese Differenz mit dem experimentellen Wert des magnetischen Moments des Elektrons minus den theoretischen Wert des magnetischen Moments des Elektrons vergleicht, stellt man fest, daß diese "größenordnungs-ähnlich" (1/1.188) sind.

 

∆μ (p)   =  1,41061e-26 J/T    -    5,0507837e-27  J/T                 ~  9,0553e-27  J/T  

           ∆μ(e)    =  9,28477e-24 J/T          -  9,27401e-24      J/T      ~   1,075463e-26  J/T  

∆μ(e) / ∆μ (p)   ~ 1,18766

 

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 "teilchenspezifischen" Beitrag in der Größenordnung von 1e-26 Joule/Tesla zum gemessenen magnetischen Moment. Das bedeutet: Der ganze mathematische QFT-Zauber um vermeintlich anomale (intrinsische) magnetische Momente und deren 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.

Diese analytische „Bestandsaufnahme“ ist in sehr guter Übereinstimmung mit dem gemessenen magnetischen Moment des Neutrons. Das neutrale Neutron besitzt kein eigenes magnetisches Moment, so wie es theoretisch für („gesättigte“) ungeladene Objekte auch gelten „muß“.

∆μ (n) =   9,6624e-27 J/Tesla    -   0   J/Tesla       =   9,6624e-27 J/Tesla     

Der gemessene Wert von  ~ 9,6624e-27 J/Tesla ist „nichts weiter“ als der messungsinhärente Beitrag des Magnetfeldes,  den das Neutron im Magnetfeld „ induziert“.

∆μ(p)  ~  ∆μ (e)  ~ ∆μ (n)  [ ! ]

: additive  [Joule/Tesla] -„Feld“-Beiträge für Proton, Elektron und Neutron stammen aus dem "Feld" selbst.

 

Am Beispiel der magnetischen Momente wird deutlich, wie fatal sich falsche (Substruktur-)Annahmen auf die Entwicklung der Grundlagen-Physik auswirk(t)en. 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. 

 

Magnetische Moment des Myons Das Myon wird vom Standardmodell als strukturloses Lepton mit einer mittleren Lebensdauer von ~ 2,19698e-6s  betrachtet. Das "anomale" magnetische Moment des Myons wird im Standardmodell wie folgt "berechnet". Massenabhängige QED-Beiträge: In dieser Klasse sind Schleifenbeiträge mit virtuellen Photonen und anderen Leptonen zusammenfasst. Sie treten erst ab dem Zweischleifenniveau auf. Beim Myon kann man zwischen Schleifeneinsetzungen mit dem leichteren Elektron und dem schwereren Tauon unterscheiden. Erstere führen auf große Logarithmen der Form log(mµ/me), während letztere vergleichsweise geringe Korrekturen aufbringen, die bei der Präzision des Brookhaven-Experiments jedoch relevant sind. Die Ungenauigkeiten dieser Klasse von Beiträgen stammen aus der Ungenauigkeit der Massenverhältnisse mµ/me und mµ/mτ. Insgesamt stellen die QED-Beiträge die größten Korrekturen dar. Zum heutigen Zeitpunkt sind sie auf Dreischleifenniveau analytisch und auf Vierschleifenniveau numerisch bekannt. Hadronische Vakuumpolarisation: Da Quarks keine freien Teilchen sind, sondern hadronisieren, lassen sich ihre Beiträge nicht durch eine Schleifenentwicklung ermitteln. Im Falle der Vakuumpolarisation kann man sich allerdings behelfen und die relevante Photon-Selbstenergiefunktion aus Messungen von e +e − → γ* → hadrons bestimmen. Hadronische Photon-Photon-Streuung: Im Gegensatz zur Vakuumpolarisation kann sich die hadronische Photon-Photon-Streuung nicht auf experimentelle Daten berufen. Hier muss man sich daher auf effektive Niedrigenergiebeschreibungen der QCD wie die Chirale Störungstheorie stützen, in denen der Hauptbeitrag zu dieser Klasse von Diagrammen durch den Austausch von π0 und anderen Mesonen beschrieben wird. Ingesamt sind die hadronischen Beiträge für den Großteil der Ungenauigkeit des theoretischen Ergebnisses verantwortlich. Elektroschwache Beiträge: Aufgrund der hohen Masse der W± -, Z0 - und Higgsbosonen sind diese Beiträge stark unterdrückt, jedoch beim Brookhaven-Experiment wegen dessen hoher Präzision erstmals nicht vernachlässigbar. Generell lässt sich diese Klasse von Diagrammen in bosonische Beiträge und Beiträge mit geschlossenen Fermionschleifen unterteilen. Letztere sind besonders kritisch, da hier Auslöschungen mit den verwandten Quarkschleifenbeiträgen zur Erhaltung der Anomaliefreiheit in der SU(3)C x SU(2)L x U(1)Y Eichtheorie stattfinden. Die Ungenauigkeit der elektroschwachen Beiträge ist hauptsächlich durch die Ungenauigkeit von sin θw und der Higgsmasse begründet. Die Abweichung zwischen Standardmodell-Vorhersage und dem Ergebnis des Brookhaven-Experimentes entspricht einer Diskrepanz von 3,2 σ. Andere Auswertungen haben eine Diskrepanz von 3,4 σ bis 3,6 σ ergeben. Theorie und Experiment zur Bestimmung des magnetischen Moments des Myons werden in http://www-com.physik.hu-berlin.de/~fjeger/gm2review.pdf nachvollziehbar beschrieben. Elementarkörper basierend ist das Myon schlicht ein instabiler Elementarkörper. Das Myon wandelt sich gemäß der inhärenten Masse-Radius-Kopplung in ein Elektron, masseabhängige Energie des Myons wandelt sich in radiusabhängige Energie des Elektrons. Da sich das Myon offensichtlich nicht spontan in ein Elektron umwandeln kann, ist die Angabe eines konkreten magnetischen Moments des Myons eine „Meß-Fiktion“. Insgesamt ist zu bemerken, daß das magnetische Moment des Myons nicht direkt gemessen wird.  „Interessanterweise“ ist bei der indirekten experimentellen Bestimmung des magnetischen Moments des relativistischen Myons im Ergebnis das magnetische Moment –anders als bei Proton, Elektron und Neutron – von dem additiven Magnetfeldbeitrag befreit. Die relativistische Bewegungsenergie kompensiert (nahezu) den Energiebeitrag des Magnetfeldes zum magnetischen Moment. Dieser Sachverhalt erschließt sich den Standardmodelldenkern nicht, da das Magnetfeld nicht als Energieträger „wahrgenommen“ wird. Konsequent weiter gedacht, stellt sich die Frage nach der effektiven Masse des Myons in den g2-Experimenten (exemplarisch am Brookhaven National Laboratory 1997-2001). Aus Sicht der Elementarkörpertheorie bestätigt somit auch die Messung des magnetischen Moments des Myons die bisherige Sicht der Dinge. Zum Mitdenken: In Verbindung mit der „ g=2 - erzeugenden“ Dirac-Gleichung gibt es ein fundamentales „Näherungs-Problem“ erster Instanz für das Myon. In der Dirac-Gleichung wird zur Berechnung von g = 2 vorausgesetzt, daß das zu beobachtende „Dirac-Teilchen“ sich langsam bewegt, daß ist im Falle der experimentellen Bestimmung des magnetischen Moments des Myons, welches sich im Speicherring mit einer relativistischen Geschwindigkeit (Ekin ~ 30 · E0 !)  bewegt definitiv nicht der Fall. Aus diesem Grunde kann die Dirac-Gleichung formal logisch für das Myon gar kein Ergebnis für g liefern. Ohne g = 2 existiert aber kein „normales“ magnetisches Moment des Myons und folgerichtig ist das „anomale“ magnetische Moment des Myons ohne („normale“) Referenz gegenstandslos. Will man also mittels Dirac-Gleichung eine Aussage über das (normale) magnetische Moment des Myons machen, dann kommen nur Experimente in Frage, in denen sich das Myon „langsam“ bewegt.

 

Das vorliegende Verständigungs- und Interpretationsproblem lässt sich verallgemeinern. Der generelle Denkfehler der herrschenden Physik bei allen "Messdeutungen" liegt in der methodischen Vernachlässigung der Struktur - der von „aussen“ eingebrachten - Wechselwirkungs-Energie, hier der Energie des Magnetfeldes. Dies sieht man deutlich am Beispiel des Protonenradius. Je nach Untersuchungsmethode variiert im Vergleich sowohl der Ladungsradius des Protons als auch der magnetische Protonenradius im Prozentbereich. Lassen wir einmal die Frage offen, inwieweit eine realphysikalische Unterscheidung zwischen magnetischen und elektrischen Radius, losgelöst von der Untersuchungsmethode, überhaupt sinnvoll ist. Um die komplexe theoriebeladene Problematik der Messungen etwas besser verstehen zu können, sind exemplarisch folgende Ausführungen hilfreich: http://astro.temple.edu/~meziani/einn2013/parallel-proton-radius/Indelicato.pdf  Die Elektron-Proton-Streuung liefert andere Werte als die Untersuchung der Energieniveaus (Wasserstoff-Spektroskopie). Die derzeit „genauesten“ Messungen am myonischen Wasserstoff liefern einen Ladungsradius der um ca. 4,4% vom CODATA-Wert abweicht. Dieser Wert ist in sehr guter Übereinstimmung mit dem Protonenmasse inhärenten Radius eines nichtwechselwirkenden, ruhenden Protons, so wie es Elementarkörpertheorie basierend phänomenologisch begründet ist. Betrachtet man das gesamte Meßspektrum der „Protonenradius-Experimente“ so ist die Meßbandbreite in der Größenordnung von ungefähr 10% !!!

Energieaufspaltungen sind meist nicht selbstinduziert. Erst wenn von außen Energie in Form von elektrischen oder magnetischen Feldern eingebracht wird, kommt es zur Aufspaltung (diverser Energie-Niveaus). Phänomenologisch sind physikalische Felder unbegründet. Sie stellen aus Sicht eines zu untersuchenden Objektes (…Elektron, Atom, Molekül) unendliche Energie-Reservoirs dar, welche mit den zu untersuchenden "Test-Objekten" wechselwirken.

Somit sind beispielsweise spektroskopische Untersuchungen der Wechselwirkungspartner - Proton-Elektron oder Proton-Myon - nur dann aussagekräftig (untersuchungsmethodenbefreit), wenn ohne äußere Energiezufuhr „selbstinduzierte“ Übergänge stattfinden (würden). Historisch betrachtet, mit den "quantenmechanischen Worten" Werner Heisenbergs: „Zu jeder Messung einer quantentheoretischen Größe ist ein Eingriff in das zu messende System nötig, der das System unter Umständen empfindlich stört. Die Messung der Strahlungsenergie in einem mathematisch scharf begrenzten Teil eines Hohlraumes wäre nur möglich, durch einen ”unendlichen“ Eingriff und ist deshalb eine nutzlose mathematische Fiktion. Ein praktisch durchführbares Experiment kann jedoch nur die Energie in einem Bereich mit verwaschenen Grenzen liefern.“  [Aussage Werner Heisenberg 1931]

Fazit: Die Unsicherheit und folgend die „Variation“ der Kern- und Nukleonenradien, exemplarisch des Protonenradius, basierend auf Theoriemodellen und assoziiert unterschiedlichen Experimenten führt zu Ergebnisunterschieden im Prozentbereich. Die „theoretisch“ gestalteten so genannten Form- und Strukturfaktoren der hochenergetischen elastischen und inelastischen Proton-Elektron-Streuung, Proton-Proton-Kollision,… geben elektrische und magnetische Verteilungen wieder. Daraus „berechnet“ sich „stark theorie- und näherungsbeladen“ dann ein Radius. Um diese mehr oder weniger willkürliche Situation zu beenden, wäre es zwingend die „Feld-Phänomenologie“ spektroskopischer Messungen zu bestimmen und im Fall des Standardmodells sich von freien Parametern lösen zu können. Das ist im Rahmen der mathematisch begründeten QED und QCD sowie deren Erweiterungen nicht möglich, da die Objekte der Theorien keinen realphysikalischen Anspruch besitzen.

Das einzige, realobjekt-fassbare Argument für die Substruktur des Protons war aus quantenmechanischer, respektive SM-Sicht, das experimentelle magnetische Moment (gewesen). Diese stark theoriebeladene Interpretation löst sich plausibel in Nichts auf, sobald realphysikalisch das Magnetfeld als wechselwirkender "Energie-Körper" ins "Spiel" kommt.

Vielleicht geben vorliegende Betrachtungen zu Spin und magnetischen Momenten dem unvoreingenommenen Leser einen kräftigen Impuls in Richtung Zweifel an Quantenfeldtheorien, Zweifel am Standardmodell.

Zur Erinnerung:  Stark unterschiedliche, asymmetrisch ladungsfragmentierte Quark-Massen machen nur ein Prozent der Protonenmasse aus. Der "Rest" ist postulierte Bindungsenergie ("Gluonenthese"). Quarks sind keine Teilchen, weder im phänomenologischen noch im quantentheoretischen Sinne, da sie nicht als isolierbare Partikel bzw. Zustände auftreten. Die postuliert quarks-basierenden physikalischen Teilchen andererseits sind im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik (SM) als gebundene Zustände aus Quarks zusammengesetzt zu denken. Die erste Annahme war, daß im Bild des SM der postulierte Protonenspin sich zu 100% aus den Spinanteilen der Quarks zusammensetzt. Dies wurde viele Jahre nach der ersten Annahme 1988 bei den EMC-Experimenten nicht bestätigt. Entgegen aller Annahmen wurden damals sehr viel kleinere, sogar mit Null verträgliche Anteile gemessen ( ∆∑ = 0.12 ± 0.17 European Muon Collaboration). Aber auch die zweite Annahme, daß die ins Leben gerufenen Gluonen zum Protonenspin beitragen, ergab nicht das gewünschte Ergebnis. In der dritten, derzeit aktuellen Theorie-Fassung sollen nun Quarks, Gluonen und deren dynamisch-relativistische Bahndrehimpulse im Ergebnis fein säuberlich den Protonenspin ausmachen. Das Motto lautet: "Wir schießen erst auf ein Scheunentor und malen dann um das Einschlussloch die konzentrischen Ringe der Zielscheibe. Vorhersage-Volltreffer sind garantiert."¹

¹dieser "schöne" Satz von Egbert Scheunemann findet sich unter Quelle…„Wir schießen erst auf ein Scheunentor – und malen danach um das Einschlussloch die konzentrischen Ringe der Zielscheibe.“…

Im Kapitel Standardmodell werden die fundamentalen Falschannahmen der herrschenden Physik zu "elementaren Strukturen" erörtert...

"Vorgeschmack":

Der mathematische Ansatz des Standardmodells der Teilchenphysik, ausgehend von nulldimensionalen, masselosen Objekten liefert offensichtlich keine Anbindung an die wahrnehmbare physikalische Realität in der Masse und Ausdehnung Fundamentaleigenschaften darstellen. Die euphemistische Nachkorrektur mittels Higgs-Mechanismus verleiht zwar im Denkmodell des SM Teilchen theoretisch Masse, nur wird erstens dadurch die Axiomatik des Formalismus verletzt, sprich Verlust der ursprünglich notwendigen Eichinvarianz, zweitens stimmt die Aussage, das der Higgs-Formalismus den Teilchen Masse gibt, gar nicht, da exemplarisch Quarks basierendes Proton und Neutron über das Higgs-Feld nur ungefähr 1% ihrer jeweiligen Massen erhalten und drittens die vermeintlichen massegebenden Terme gar keine Massenberechnung beinhalten. Die Massenwerte folgen hier nicht aus einer physikalischen Gleichung sondern müssen als freie Parameter bekannt sein. Das bedeutet schlicht und ergreifend, auch das „higgs-korrigierte“ Standardmodell der Teilchenphysik kann weder Masse(n) erklären und schon gar nicht berechnen. Die einzig der herrschenden Physik bekannte direkte Massen-Wechselwirkung, die Gravitation, kann das Standardmodell überhaupt nicht abbilden. Des Weiteren: Um die Fermionenmassen durch Kopplung der Fermionen an das Higgs-Feld zu erzeugen, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: Die Massen der rechts- und linkshändigen Fermionen müssen gleich sein. Das Neutrino muß masselos bleiben. Diese Grundbedingung steht in einem eklatanten Widerspruch zu Neutrinooszillationen (Nobelpreis 2015), die zwingend Neutrinomassen voraussetzen.

Derzeit 25 freie Parameter, variable Kopplungskonstanten und willküraffine Substrukturierungen liefern über postulierte Verknüpfungszahlen (Quantenzahlen) eine „Katalogisierung“ theoriefreundlich selektierter Energiepeaks, respektive (ultra-)kurzlebiger Massehäufchen, welche fast immer nur indirekt detektiert werden können. Die gesamte Theorie reduziert sich fast ausschließlich auf die Interpretation nicht zu beobachtender, postulierter Teilchenbeschleunigerereignisse.