Materie und Antimaterie reagieren auf die gleiche Weise mit einer Genauigkeit von 97% auf die Schwerkraft.

Hi,

Da geht die Annahme ein, dass träge Masse (was wohl in der charge/mass ratio gemessen wird) und gravitative Masse bei Materie und Antimaterie jeweils gleich sind. Da gab es doch mal Experimente, dass zu belegen. Sind die 100% zum Abschluss gekommen?

Und wo geht die Erdgravitation in die Zyklotrofrequenz ein?

Wiki schreibt : "the cyclotron frequency, which depends only on the ratio of electric charge to mass and on the strength of the magnetic field."

Da ist nichts bzgl. Gravitationskraft geschrieben. Muss ein 2nd order effect sein. Aber welcher?

Cheers,

Gert

HWS, die Meldung hattest du vorestern schonmal

Thema

Proton und Antiproton bis auf 11 Stellen genau gleichgewichtig

Unterschiedliche Masse könnte den Bestand unserer Welt erklären.
Stefan Ulmer, einer der beteiligten Wissenschaftler und Gründer des Baryon-Antibaryon-Symmetrie-Experiments (BASE) am Cern, erklärt im SPIEGEL, was die Arbeit bedeutet.

https://www.spiegel.de/wissens…e7-4bf4-9778-9fb65fb57838

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04203-w

HWS

5. Januar 2022

Hi HWS,

mich stört etwas die Überschrift:

Materie und Antimaterie reagieren auf die gleiche Weise mit einer Genauigkeit von 97% auf die Schwerkraft.

a) Reagiert Materie und Antimaterie nun mit einer Genauigkeit von 97% auf Schwerkraft oder

b) waren die Forscher nur mit einer Genauigkeit von 97% in der Lage das zu messen? (Oder meinen die sogar Unsicherheit in den Messergebnissen.)

Im Falle von a) würde das heißen, dass 3% nicht so reagiert, womit die gesamte bekannte Physik dann ein Riesenproblem hätte.

Servus beinand,

dass Materie und Antimaterie die gleiche Träge Masse hat, war ja vorher schon klar (u. a. wegen des Verhaltens in Beschleunigerringen). Die zu klärende Frage hingegen ist ja, ob auch die Schwere Masse gleich ist, also z. B. von Proton und Antiproton. Mir erschließt es sich nicht, wie der Versuch Aussagen zur Schweren Masse machen kann.

Servus Kalle,

gemeint ist, dass die Schwere Masse eines (z. B.) Protons und Antiprotons mit einer Messungenauigkeit von 3% übereinstimmen. Wenn sich das bestätigt, wären die (etwas exotischen) Theorien, die von einer negativen Schweren Masse bei Antimaterie ausgehen, falsifiziert. Die Schwerkraftwirkung auf so massearme Partikel zu messen, ist sehr schwierig.

Liebe Grüße,

Christoph

Hallo Christoph,

Ich hatte nochmal nachgelesen- tatsächlich wäre bei negativer schwerer Masse auch die träge Masse negativ, so dass das Produkt (das man auch bei der Zyklotronfrequenz etc. misst) darüber keine Auskunft gibt.

EDIT: sorry, vertan. Das Produkt misst man im Schwerefeld.

Ist das Vorzeichen der trägen Masse tatsächlich klar oder kann man das durch genügend andere Vorzeichenwechsel bei Ladung etc. nochmal umkehren?

Viele Grüße, Holger

Servus Holger,

das Vorzeichen der Trägen Masse ist völlig klar. Die Ladung kann man ja leicht messen (da reicht ein Magnetfeld, durch das das Partikel fliegt aufgrund der Lorentzkraft) und Reaktion auf Stöße ebenso, also der Impuls und damit die Träge Masse und deren Vorzeichen.

Positronen sind positiv geladen, Elektronen negativ, Protonen sind positiv geladen, Antiprotonen negativ. Die Wirkungen sind so stark, dass sie leicht messbar sind. Die Gravitation bzw. die Krümmung des Raumzeitkontinuums durch ein Antiproton oder gar ein Positron (hat ja kaum Masse) ist aber so gering, dass das große Schwierigkeiten macht.

Dass Schwere und Träge Masse gleich sind, ist aber keine Selbstverständlichkeit, denn Trägheit und Raumzeitkrümmung können ja unterschiedliche Ursachen haben.

Das ist jedenfalls mein Stand – ich bin aber wie gesagt kein aktiver Physiker, sondern nur Physiklehrer. Und wir sind auf dem guten alten klassischen Stand ;-).

Liebe Grüße,

Christoph

Hallo Christoph,

Mit der Lorentzkraft geht es gerade nicht, denn wenn man Antiteilchen negative träge Masse und das andere Ladungsvorzeichen gibt, bleibt alles beim alten.

Allerdings hat man dann bei der Elektrostatik das gleiche Verhalten wie bei der Gravitation, wo Teilchen und Antiteilchen sich anziehen, aufgrund der unterschiedlichen Vorzeichen der trägen Masse aber in die gleiche Richtung beschleunigen. Ob man da ein Positronium vernünftig beschrieben bekommt?

Muss mal versuchen herauszufinden, ob die Apologeten der negativen Masse sich dazu (verständliche) Gedanken gemacht haben.

Viele Grüße

Holger

Servus Holger,

ich meinte es so: die Anziehung von Protonen und Antiprotonen kann man ja gut messen, da die Coulombkraft doch recht groß ist (bei kleinen Abständen). Dadurch ist das Vorzeichen der Ladung klar. Wenn das klar ist, dass ist auch klar, dass man in Blasenkammern entsprechend der Wirkung der Lorentzkraft die Kurvenradien bestimmen kann (abhängig von der Geschwindigkeit) und dadurch die Träge Masse.

Beide Effekte – Coulombkraft und Lorentzkraft – sind groß genug, um gemessen zu werden.

Zudem ist das Verhalten bei Stößen, also der Impulsübertragung auch passend. Sprich die Trägen Masse von Teilchen und deren Antiteilchen sind identisch.

Zitat von Cleo

Muss mal versuchen herauszufinden, ob die Apologeten der negativen Masse sich dazu (verständliche) Gedanken gemacht haben.

Wäre spannend.

Liebe Grüße,

Christoph