Was passiert bei 0 Kelvin? [Archiv]

Wechselbalg

2004-09-26, 15:06:47

Dennoch ist es laut dem dritten Hauptsatz der Thermodynamik eigentlich nur möglich sich relativ nahe diesem zu nähern und daher bleibt es wohl Spekulation. Wenn mich mein Wissen nicht ganz verlässt, dürfte allerdings laut der Heisenbergschen Unschärferelation immer noch eine gewisse Nullpunktenergie übrig bleiben. D.H. das die Teilchen noch eine winzige Restbewegung haben müssten.

klutob

2004-09-26, 15:07:13

Es würde keine Materie mehr existieren (Axiome der Physik)! Deshalb der Grenzwert von 0 K.
€/
Die Unschärferelation gilt nicht mehr am absoluten Nullpunkt, da die kleinste diskrete Energiemenge dem Plankschen Wirkungsquantum entspricht (6.626*10-34 J/s).

incurable

2004-09-26, 15:07:37

Wie wär's mit einem simplen

nix

als Antwort?

Wechselbalg

2004-09-26, 16:15:43

@klutob: Wirklich? Gibt es dann keine Nullpunktsenergie, denn die würde ja eigentlich nur auf der Schlussfolgerung Heisenbergs beruhen? Ich hätte wohl in Physik besser aufpassen müssen ^^

skynetwork

2004-09-26, 16:48:08

aber evtl. könnte man dann nen prozzi auf zich terrahertz oder so OCn :ulol:

LOCHFRASS

2004-09-26, 17:12:50

aber evtl. könnte man dann nen prozzi auf zich terrahertz oder so OCn :ulol:

Wirklich lustig mit supraleitendem Isolator :ulol:

klutob

2004-09-26, 17:14:45

@Wechselbalg
Die "Nullpunktsenergie" wird weniger mit der Temperatur, als vielmehr bei den Potentialen von Atombindungen (z.B. Lennard-Jones Potentialverlauf, Anharmonischer Oszillator) gebraucht (kinet. Isotopieeffekte).

Wenn man in der Heisenbergschen UR "h" zu null ansetzt, ist der ges. Ausdruck nicht mehr definiert.

Fetza

2004-09-26, 17:26:34

Also so wie ich das verstanden habe, zerfällt bzw löst sich materie doch dann angeblich auf. Müsste das dann im umkehr schluss nicht heisse, dass antimaterie entsteht?

Gruss

Fetza

Wuge

2004-09-26, 17:32:15

Also so wie ich das verstanden habe, zerfällt bzw löst sich materie doch dann angeblich auf. Müsste das dann im umkehr schluss nicht heisse, dass antimaterie entsteht?

Gruss

Fetza

wenn materie zerfällt entsteht höchstwarscheinlich energie. und zar soviel, dass ein CPU-Kern ausreicht um unseren schönen Planeten zu pulverisieren ;)

Coda

2004-09-26, 17:52:59

Wieso sollte die Materie zerfallen?

Formica

2004-09-26, 18:42:50

wenn man sie erreichen würde, müsste alles auseinanderbrechen

DeX

2004-09-26, 18:59:31

dann wirds ja langsam zeit.

aths

2004-09-26, 19:24:42

Wieso sollte die Materie zerfallen?Immerhin wird sie superfluid.

deLuxX`

2004-09-26, 20:52:53

Superfluid? Wie muss ich mir das vorstellen? Wird die CPU dann flüssiger als Wasser? (also überflüssig ;D )

BlackBirdSR

2004-09-26, 20:54:19

Immerhin wird sie superfluid.

Das ist eh das abgefahrenste, was ich je sehen durfte!.

cyjoe

2004-09-26, 21:01:21

Ein ideales Gas hätte dort das Volumen 0; die Luft würde dann einfach so am Boden herumliegen :D.

Das erinnert mich übrigens an Riddick: Der Gefängnisplanet hatte auf der sonnenabgewandten Seite "-300°". Wahrscheinlich waren Fahrenheit gemeint. Wenn das der Fall wäre, wären aber die "700°" auf der sonnenzugewandten Seite gar nicht mal so viel gewesen. Irgendetwas zw. 250 und 260°C

Sk_Antilles

2004-09-26, 21:11:07

Superfluid? Wie muss ich mir das vorstellen? Wird die CPU dann flüssiger als Wasser? (also überflüssig ;D )

http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/lis/18250/1.html

Da gibt es einen kleinen Bericht..

Und hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/Suprafluidität

Sk_Antilles

deLuxX`

2004-09-26, 21:12:46

Big THX @ Sk_Antilles

Zool

2004-09-27, 09:32:33

Superfluid? Wie muss ich mir das vorstellen? Wird die CPU dann flüssiger als Wasser? (also überflüssig )
Dieser superfluide Zustand nennt sich Bose-Einstein-Kondensat und ist ein weiter nicht-klassischer Aggregatzustand.

wenn materie zerfällt entsteht höchstwarscheinlich energie. und zar soviel, dass ein CPU-Kern ausreicht um unseren schönen Planeten zu pulverisieren

Haha, leider ist dafür die Ruhemasse eines Kerns doch ein wenig zu gering. Die freiwerdende Energie kümmert die Erde nicht die Bohne. Der Zerfall eines H-Atoms bringt die typischen 939MeV in Form eines Gamma-Blitzes.
Selbst die etwa 2g eines CPU-Kerns bieten bei vollständiger Umsetzung nur 2*10^14 J. Das entspricht dem Heizwert von 7000t Kohle und nicht mal einem Zehntel der Energie der Hiroshima-Bombe.

aber evtl. könnte man dann nen prozzi auf zich terrahertz oder so OCn.

Nur widerspricht daß leider dem absoluten Nullpunkt. Jede Schwingung würde die Temp. erhöhen.

Thanatos

2004-09-27, 14:36:01

Also ich hab auch mal zu diesem Thema unseren Physiklehrer den herrn. Sold gefragt (der ist eigentlich immer ganz cool drauf :D )

Wenn ein Stoff 0 Kelvin erreichen würde, aber 0° Kelvin gibt es nicht, sondern nur sehr nahe an den absoluten Nullpunkt käme würde es Supra leitend wirken.
Also der strom würde fast ohne verlust oder wiederstand hindurchfließen.So was ähnliches wird z.b auch bei elektro magneten gemacht die mit stickstoff gekühlt werden um so ein stärkeres Magnetfeld zu rezeugen, verwenden tut man diesen magneten in Partikel beschleunigern.

Es gibt aber auch spezielle stoff die schon bei 30-50° Kelvin Supraleitend wirken, leider hat er nicht gewusst welche das wären.

Fand das ganz interessant..........mit diesem Supraleitend usw.Das nenn ich interessanten Untericht :D :uup:

Der Namenlose

2004-09-27, 16:41:39

>Wenn ein Stoff 0 Kelvin erreichen würde, aber 0° Kelvin gibt es nicht, sondern nur sehr nahe an den absoluten Nullpunkt käme würde es Supra leitend wirken.

Nicht alle Stoffe werden supraleitend.

>Es gibt aber auch spezielle stoff die schon bei 30-50° Kelvin Supraleitend wirken

Nennt sich dann Hochtemperatursupraleiter. In der Regel irgendwelche Keramiken.

[LOG]Skar

2004-09-27, 21:57:06

Also Strom kann es per Definition nicht bei 0 Grad Kelvin geben!
Die sich bewegenden Teilchen (Elektronen) hätten zumindest eine
weitaus größere Temperatur.

Das Kupfer würde supraleitend werden schon bei einem guten Stück
über 0 Kelvin. Jedoch bricht die Supraleitung recht plötzlich bei zu
hohen Strömen zusammen, was eine zu Hohe taktsteigerung nicht
zuließe.

Bauen wir doch aber mal die CPU um. Als leiter nehmen wir
Kohlenstoff- Nanoröhrchen. Dieser Leiter ist mehr als "Rohr" zu
betrachten. Das heißt Stöße zwischen Elektron und Leiter sind
sehr selten. Daher ist auch die Temperatur nahezu unabhängig.
CPU "0" Kelvin; Elektron >> 0 Kelvin

Die so fast balistischen Elekrtronen würden dann hauptsächlich in
Kurven Temperatur abgeben und Geschwindigkeit verlieren.
Wenn man also ein dementsprechendes CPU Design entwerfen würde
könnte man garantiert Taktraten jenseits der bisherigen erreichen.
Aber auch hier keine unendlichen denn wir sind immer noch limitiert
durch c (Lichtgeschwindigkeit).

Ich denke aber das ist nicht Praktikabel. So ein großes Temperatur-
gefälle erreicht man nur unter Einsatz hoher Energie und riesigem
Aufwand.

Da ist ein Photonen basierter Rechner doch deutlich einfacher zu bauen. =)

Aber ihr habt echt Ideen...

Von Spuprasolid habe ich aber noch nie was gehört 8)

Monger

2004-09-30, 17:49:58

Immerhin wird sie superfluid.

Nach dem genannten Artikel trifft das aber nur auf Helium zu.

Am logischsten erscheint mir: Die CPU kühlt sich minimal auf die Plankenergie ab, und wird supraleitend.

Da Supraleitfähigkeit aber für Halbleiter eine ziemlich doofe Eigenschaft ist, wird das Ding nichts, aber auch rein gar nichts machen wenn es Strom bekommt.

M²

2004-09-30, 19:58:43

saaya

2004-10-03, 04:43:59

ja bei 0K wuerde keine elktromigration statt finden...

und was bringt uns das jetzt :ueye:

BUGFIX

2004-10-04, 04:48:17

Hallo!

Bei 0° K würde nichts passieren.
Wie schon jemand erwähnt hat, kann so keine Materie existieren.
Das hängt mit der Gleichsetzung/Abhängigkeit von Masse und Energie zusammen. Hätte etwas 0° K hätte es keine Energie und würde somit auch nicht existieren.

Um jetzt mal Äpfel mit Birnen zu vergleichen:
c kann auch nur angenähert erreicht werden, es sei denn wir beschreiben Photonen als Teilchen ohne Masse.

MfG
M²

E=m*c*c
m und c sind Temperaturunabhänging -> auch E ist Temperaturunabhängig
Ergo ist die Energie (durch Masse repräsentiert) eine Kohlenstoffatoms bei 0 K immer nopch so groß wie die Energie eines Kohlenstoffatoms bei 100 K

Bei 0 K (ohne Grad) würde in der Tat nix passieren -
allerding auch nicht mit den Atomen und Bindungen
Zwar gäbe keine Rotation, Translation und Swingung mehr nur
1) Unsere Energieskala ist relativ - Bezogen auf einen (konstruierten) fall von 0 K
In diesem Fall gibt es keine "Freie Energie" mehr die gebundene Energie (in form von masse) bielebe aber erhalten , da Die Bindungskräfte die die Materie zusammenhalten so stark sind (stare Kernkraft) dass eine imense Menge von energie nötig wäre diese aufzuheben und die Materie zu "vernichten"
Gleiches gilt für Bindungen und Elektronenkonfigurationen. Da diese ein Energieminimum darstellen (im vergleich zu freien Teilchen) ist es unwahrscheinlich das diese Bindungenergien bei 0 K aufgebracht werden können , damit die Bindungen "brechen".
Was Elektronenmigration bei 0 K betrifft - da bin ich nicht sicher - IMO könnten Elektronen bei 0 K durch die Orbitalsysteme wandern. Allerdings bin ich mir nicht Sicher ob man bei 0 K auch noch mit Leitungsbändern etc. rechnen könnte.

MfG

BUGFIX

Zool

2004-10-04, 08:57:48

Edit

Gelöscht

Zool

2004-10-04, 09:03:24

Was Elektronenmigration bei 0 K betrifft - da bin ich nicht sicher - IMO könnten Elektronen bei 0 K durch die Orbitalsysteme wandern. Allerdings bin ich mir nicht Sicher ob man bei 0 K auch noch mit Leitungsbändern etc. rechnen könnte.

MfG

BUGFIX

Es stellt sich auf die Frage was es mit dem Welle-Teilchen-Dualismus bei 0K auf sich hat. Die Orbitale als Aufenthaltswahrscheinlichkeiten von Elektronen könnten so nicht mehr existieren. Die Elektronen wären müssten irgendwie fest sein und nicht mehr als stehende Welle beschrieben werden können.
Impuls der Elektronen würde gegen 0 gehen, der Ort wäre konstatn. Das widerspricht auch der Unschärferelation

Gast

2004-10-04, 13:01:23

Es stellt sich auf die Frage was es mit dem Welle-Teilchen-Dualismus bei 0K auf sich hat. Die Orbitale als Aufenthaltswahrscheinlichkeiten von Elektronen könnten so nicht mehr existieren. Die Elektronen wären müssten irgendwie fest sein und nicht mehr als stehende Welle beschrieben werden können.
Impuls der Elektronen würde gegen 0 gehen, der Ort wäre konstatn. Das widerspricht auch der Unschärferelation

Und wer bringt bei 0 K die Energie auf um die Orbitale "aufzulösen" ?
Nochmal:
Du scheinst zu vergessen, dass du in diesen Dimensionen mit diskreten Energien rechnen musst. Du kannst ein Elektron im Orbital nicht belibig bremsen bis es "stehn bleibt" .Und das Pauli-Prinzip verbietet dass sich alle Elektronen in einem Obrital sammeln.
Unsere NULL Energie Entsprechen einem Zustand an dem die Freihietsgrade auf ein minimum reduziert sind -> keine Translation keine Rotation , keine Schwingungen und die Eelektronenkonfiguration im nicht angeregten Zustand.
Dennoch ist die Energie in diesem Zustand nicht NULL , Sie existiert immernoch in Form von Masse.

@ Zool:
Exakt - deshalb schrieb ich auch Temperaturunabhängig

MfG

BUGFIX

HOT

2004-10-04, 16:20:55

Es gibt keine ° bei Kelvin, das heisst einfach 0 Kelvin ;)

Mal rein logisch: 0 K bedeutet doch absolute Bewegungsstille. Von daher können auch keine Elektronenwahrscheinlichkeiten mehr existieren. Es würde theoretisch doch nurnoch ein Ultraschwerer Klumpen (maximal mögliche Masse) aus nichtgeladenen Teilchen zurückbleiben. Hat ne gewisse Ähnlichkeit mit schwarzen Löchern. Hier müsste doch im Kern 0 Kelvin herrschen, wenn man davon ausgeht, dass maximales Gewicht auch maximale Anziehungskraft bedeutet. Energie wird zu Materie gebunden, die nicht mehr getrennt werden kann. Jetzt spaced es komplett ab :D
Es muss aber noch eine Kraft geben, die diesen Urzustand wieder aufbrechen kann, wahrscheinlich, wenn die komplette Energie des Universums aus Materie entsteht, weil nichts mehr gebunden werden kann, somit ist das Universum ein unednlicher Zyklus.

Alles Spekulation, nur maln bissi Brainstorming, verstehe nicht viel von solchen Dingen, gebe aber gerne meinen Senf dazu :D ;)

M²

2004-10-04, 20:21:15

@ BUGFIX:

Hm, ich glaube wir haben uns mißverstanden (wenn dem nicht so ist, verzeih mir das Brett vor meinen Augen).

Ich meinte nur, dass Teilchen mit 0 K (von mir aus ohne °) ein theoretisches Konstrukt sind, wie die Lichtgeschwindigkeit (für Teilchen!) eben auch.

Da auch mein Bsp. mit den Photonen, welche als masselos angenommen werden und daher c erreichen, aber eben keine Teilchen im Sinne eines Atoms darstellen.

Damit meinte ich NICHT, dass wenn man ein Teilchen auf 0 K bringt es sich auflöst, SONDERN das eine solche Bedingung von keinem Teilchen errreicht werden kann.

MfG
M²

Gast

2004-10-05, 05:54:18

@ BUGFIX:

Hm, ich glaube wir haben uns mißverstanden (wenn dem nicht so ist, verzeih mir das Brett vor meinen Augen).

Ich meinte nur, dass Teilchen mit 0 K (von mir aus ohne °) ein theoretisches Konstrukt sind, wie die Lichtgeschwindigkeit (für Teilchen!) eben auch.

DAS müsstest du mir genauer erläutern.

Da auch mein Bsp. mit den Photonen, welche als masselos angenommen werden und daher c erreichen, aber eben keine Teilchen im Sinne eines Atoms darstellen.

Photonen werden nur Ruhemassenlos da es Phototnen ohne bewegung aber nicht gibt, projezieren sie zwangsläufig auch "Masse" durch den relativiastischen Effekt, dass die Masse mit zunehmender Geschw. zunimmt

MfG

BUGFIX

M²

2004-10-05, 09:10:13

Hi!

0 K und c sind Grenzwerte. Man kann sich beliebig annähern, wird ihn aber nie erreichen. Also existieren sie theoretisch am Papier, in der Praxis wirst du diesen Zustand nicht erreichen können. Wenn man jetzt mal Spezialfall Photon aussen vor läßt und von einem Alltagsobjekt (Kuli beispielsweise) reden würde.

"Photonen werden nur Ruhemassenlos da es Phototnen ohne bewegung aber nicht gibt, projezieren sie zwangsläufig auch "Masse" durch den relativiastischen Effekt, dass die Masse mit zunehmender Geschw. zunimmt"

Meinst du damit, dass sie auch auf Grund ihrer Energie beispielsweise auch den Raum krümmen können? Wenn ja, ok. Unsere Aussagen wiedersprechen sich ja nicht.
Ändert trotzdem nichts an der Tatsache, dass die Physik bei der Teilchenbeschreibung der Photonen einen gewissen Kompromiss eingehen muss. Was ja schließlich dazu führte (mit dem Welle/Teilchendualismus), dass man beide Modelle als Beschreibung für eine Erscheinung unter bestimmten Voraussetzungen nimmt, keines aber den Anspruch auf Vollständigkeit hat. Deswegen könnten wir jetzt stundenlang uns damit bombardieren und die Masse eines Photons diskutieren. Letzendlich ist eine allumfassende Beschreibung der Photonen aber relativ schwierig.

MfG
M²

Gast

2004-10-05, 09:46:47

Unglaublich was hier für ein Mist erzählt wird.

Supraleitung ist eine Eigenschaft der Metalle, ich kann mich nicht erinnern, das Silicium zu denen gehört.

Hochtemperatursupraleiter sind i.a. Oxide, das bestuntersuchteste heisst YBCO (korrekter wäre es YBaCuO), also ein Yttrium-Barium-Kupferoxid.

Was bei 0 K passiert? Ich glaube hier wird einiges durcheinander gebracht. Warum sollten sich Elektronen nicht mehr bewegen dürfen? Temperatur ist ein Mass für die *ungeordnete* Bewegung, ->ungeordnet ist hier der springende Punkt.

Wenn ein externes Feld anliegt, erfährt ein Elektron potentielle Energie und kann i.a. diese in kinetische aka Bewegungsenergie umwandeln. Ich sehe keinen Grund warum sich das bei 0 K ändern sollte.

Richtig ist, dass - sobald ein externes Feld angelegt wird - die Temperatur von 0 K (im Kristall) nicht aufrechterhalten werden kann, da die Elektronen mit dem Gitter stossen, dabei Energie übertragen und ein gewisser Anteil davon in Wärme umgewandelt wird.

Weitere Eigenschafte bei 0 K: null Gitterbaufehler im Sinne von Schottky-Fehlstellen, also Fehlstellen, die durch thermische Energie entstehen. Bis auf Gitterfehler, die bei der Herstellung entstanden sind (geladene Störstellen durch Verunreinigungen, Gitterbaufehler usf.), weitestgehende Kristallperfektion.

Die Wärmeleitfähigkeit würde extrem absinken, da die massgeblich daran beteiligten Photonen (=kollektive Gitterschwingungen) fehlen.

Die Energie, um die Bandlücke des Halbleiters zu überwinden, nimmt ein Maximum an, da die Elektronen ja keinerlei thermische Energie "mitbringen".

Superfluidität wurde nur bei Helium beobachtet, Silicium ist weitaus schwerer (Ordnungszahl 14 versus 4 bei Helium) und sollte bei wesentlich höheren Temperaturen so ein Verhalten zeigen, wäre also schon beobachtet worden.

In diesem Sinne, Hannes

klutob

2004-10-05, 12:01:37

Supraleitung ist eine Eigenschaft der Metalle, ich kann mich nicht erinnern, das Silicium zu denen gehört.
Nein, Silzium ist nat. ein Gas. ;D

Hochtemperatursupraleiter sind i.a. Oxide, das bestuntersuchteste heisst YBCO (korrekter wäre es YBaCuO), also ein Yttrium-Barium-Kupferoxid.

Ja was denn nun, Oxide oder Metalle oder vllt. doch nur eine Eigenschaft von Elektronen in einem Trägermaterial?

Temperatur ist ein Mass für die *ungeordnete* Bewegung, ->ungeordnet ist hier der springende Punkt.

Du kennst die Definition von Temperatur und oder Entropie?

Weitere Eigenschafte bei 0 K: null Gitterbaufehler im Sinne von Schottky-Fehlstellen, also Fehlstellen, die durch thermische Energie entstehen. Bis auf Gitterfehler, die bei der Herstellung entstanden sind (geladene Störstellen durch Verunreinigungen, Gitterbaufehler usf.), weitestgehende Kristallperfektion. ...
Spinellstrukturen haben keine Temperaturbedingung, allerdings stellt jede Anisotropie eine Abweichung von 0K dar.
Die Wärmeleitfähigkeit würde extrem absinken, da die massgeblich daran beteiligten Photonen ..
Photonen!= Phononen und Wärmeleitfähigkeit!=molare Wärmekapazität!

Es reichen eigentlich schon die HS der Thermodynamik aus, um die ursprüngliche Frage zu beantworten.

Gast

2004-10-05, 13:27:17

Silicium ein Gas? Jaja.

Eigenschaft der e- in einem Trägermaterial? Tschuldige, aber so einfach ist das nicht. Supraleiter 1. Art beruhen auf freien Elektronen-Paaren (Cooper-Paaren) und die gibts nur bei Metallen oder besser gesagt bei Metall-ähnlichen Materialien. Metall-ähnlich im Sinne der Eigenschaften der Bindung.

Darum auch bei Si unmöglich, da Si ein Halbleiter ist und damit keine freien Elektronen hat (siehe auch Bandlücke).

Die Hauptsätze (HS) der Thermodynamik besagen:

1.HS: Wärme ist eine Form der Energie
2.HS: die Entropieänderung ist bei jedem beliebigen Prozess >=0
3.HS: die Entropie verschwindet bei T=0
0.HS: Gleichgewicht bei Wärmeaustausch bedingt Temperaturgleichgewicht

Welcher dieser Hauptsätze erklärt dir jetzt den Zustand von Si bei T=0K?

Der Inhalt deines Postings beschränkt sich darauf, mich auf einen dummen Fehler hinzuweisen - dafür ein nettes Danke!

Ich habe natürlich Phononen gemeint.

Liebe Grüsse, Hannes

PS: @cyjoe: bei T=0 folgt *nicht* Volumen=0. Die ideale Gasgleichung sagt nur aus, dass Druck*Volumen=T=0 -> Volumen besitzt endlichen Wert -> Druck ident 0. qed.

klutob

2004-10-05, 13:53:49

Hi,

Eigenschaft der e- in einem Trägermaterial? Tschuldige, aber so einfach ist das nicht. Supraleiter 1. Art beruhen auf freien Elektronen-Paaren (Cooper-Paaren) und die gibts nur bei Metallen oder besser gesagt bei Metall-ähnlichen Materialien. Metall-ähnlich im Sinne der Eigenschaften der Bindung.

Schön und wo ist der Widerspruch zu meiner Aussage? Wie ähnlich ist ein Oxid einer metallischen Bindung?

Welcher dieser Hauptsätze erklärt dir jetzt den Zustand von Si bei T=0K?

Eben, keiner! Es ist eine rein hypothetische Annahme, den Zustand von Materie bei 0K kennen zu wollen.

@cyjoe: bei T=0 folgt *nicht* Volumen=0. Die ideale Gasgleichung sagt nur aus, dass Druck*Volumen=T=0 -> Volumen besitzt endlichen Wert

Die ideale Gasgleichung ist für T=0K nicht definiert, sie sagt nichts über die Eigenschaften eines Gases an diesem Punkt aus.

BUGFIX

2004-10-05, 13:58:23

Hi!
[...]

"Photonen werden nur Ruhemassenlos da es Phototnen ohne bewegung aber nicht gibt, projezieren sie zwangsläufig auch "Masse" durch den relativiastischen Effekt, dass die Masse mit zunehmender Geschw. zunimmt"

Meinst du damit, dass sie auch auf Grund ihrer Energie beispielsweise auch den Raum krümmen können? Wenn ja, ok. Unsere Aussagen wiedersprechen sich ja nicht.
Ändert trotzdem nichts an der Tatsache, dass die Physik bei der Teilchenbeschreibung der Photonen einen gewissen Kompromiss eingehen muss. Was ja schließlich dazu führte (mit dem Welle/Teilchendualismus), dass man beide Modelle als Beschreibung für eine Erscheinung unter bestimmten Voraussetzungen nimmt, keines aber den Anspruch auf Vollständigkeit hat. Deswegen könnten wir jetzt stundenlang uns damit bombardieren und die Masse eines Photons diskutieren. Letzendlich ist eine allumfassende Beschreibung der Photonen aber relativ schwierig.

MfG
M²

Photonen können Impuls übertragen - man spricht vom sog. Strahlungsdruck- den mach man sich zum Beispiel bei optischen Pinzetten zu nutze.
Was den Dualismus betrifft - Im Normalfall reich eine Beschreibung als Teilchen aus. (Raytracing etc. ) Die Welle kommt nur dann zum Tragen wenn man z.B Beugung am Spalt/Gitter berechnen will - das klappt dan mit dem Teilchenmodell nicht mehr.
Letztenendes heiß Welle/Teilchendualissmuss nur, dass man Aufgrund der Unschärfe nie Ort und Impuls eines Teilchens messen kann.
Allerding ist das nicht auf "kleine" Teilchen beschränkt - auch der DIE der CPU hat eine gewisse Unschärfe - und daher eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit Außerhalb der CPU >0. Allerdings sind die Werte doch recht klein.

Nicht dass jetzt jemand Panik bekommt , seine DIE würde sich durch den Kühlkörper tunneln.

MfG

BUGFIX

cyjoe

2004-10-05, 14:16:04

Silicium ein Gas? Jaja.
PS: @cyjoe: bei T=0 folgt *nicht* Volumen=0. Die ideale Gasgleichung sagt nur aus, dass Druck*Volumen=T=0 -> Volumen besitzt endlichen Wert -> Druck ident 0. qed.

Naja, die Isobare V(T), p=const. hätte da jedenfalls ihre Nullstelle; dass das Schwachsinn ist, ist mir natürlich auch klar. Zudem kann man das Modell des idealen Gases in solchen Extrembereichen gar nicht mehr anwenden, dazu ist es nicht gedacht.

Gast

2004-10-05, 14:22:55

@Klutob:

Ich habe echte Probleme zu verstehen, was du überhaupt sagen willst. Zuerst sagst du man kann das Verhalten mit den HS beschreiben, dann schreibe ich sie hin und du meinst man kann ja gar nix sagen.

Für Si ist eine Temperatur von etwa 10^-3 K gleichwertig mit absolut 0, ausser das die Kernspins evtl. noch potentielle Energie aufweisen, was aber am Gesamtbild nix ändert.

10^-3 K können durchaus erreicht werden.

Du drückst dich unheimlich ungenau aus (Absicht?), ich habe nicht von allen Oxiden gesprochen. Konkret nur von YBCO und die haben ähnliche Eigenschaften.

Warum sollte die ideale Gasgleichung für T=0K nicht definiert sein? Das ist - entschuldige bitte - Unsinn. Die Gleichung an sich ist an diesem Punkt definiert, nur hat das vom Versuch her keine Bedeutung, weil er nicht erreicht werden kann.

Bitte genauer Argumentieren.

Liebe Grüsse, Hannes

Gast

2004-10-05, 14:26:26

klutob

2004-10-05, 15:26:07

Hi, Hannes

Ich habe echte Probleme zu verstehen, was du überhaupt sagen willst. Zuerst sagst du man kann das Verhalten mit den HS beschreiben, dann schreibe ich sie hin und du meinst man kann ja gar nix sagen.

Für Si ist eine Temperatur von etwa 10^-3 K gleichwertig mit absolut 0, ausser das die Kernspins evtl. noch potentielle Energie aufweisen, was aber am Gesamtbild nix ändert.

Warum ist das so schwer zu verstehen?
Es gibt mehrere Ansätze die Unmöglichkeit des Erreichens von 0K darzulegen. Eine davon ist, die HS zu rezipieren.

Entweder man erkennnt die HS an und weiß damit das 0K einen theoretischen Grenzwert! repräsentieren, um die absolute Größe der Entropie festlegen zu können, dieser aber nicht wohl def ist. Oder man nimmt diese fundamentalen Prinzipien nicht an, kann dann aber auch nicht weitere Gesetze die, auf den HS beruhen, anführen um seine eigenen Behauptungen untermauern zu wollen.

10^-xK!=0K, wenn du dies als vernachlässigbaren "Fehler" einstufst... sorry mir fehlen die Worte!

Du drückst dich unheimlich ungenau aus (Absicht?), ich habe nicht von allen Oxiden gesprochen. Konkret nur von YBCO und die haben ähnliche Eigenschaften.

Nun vllt. ist es dir entgangen, daß die Standardmodelle der Supraleitung zwar spitzenmäßig mit den heute bekannten Supraleitern (z.B. YxBaxCuOx) im Einklang stehen (Warum?), diese aber vollkommen versagen wenn man von ihnen die Struktur analoger neuer Supraleiter ableiten möchte (deshalb legte ich mich bewußt nicht auf essentielle chemische Eigenschaften von Supraleitern fest).
Wenn du Lust hast dies zu überprüfen, kannst du dir ja einmal die "Endeckungsgeschichte" der Hochtemperatursupraleiter zu Gemüte führen.

Gast

2004-10-05, 18:26:53

@Klutob:

1. Es ging um eine prinzipielle Diskussion, wie's mit Si bei T=0k ausschaut! Nicht ob diese Temperatur erreichbar ist.

2. In dieser Diskussion ist die Gleichsetzung 10^-x=0 gerechtfertigt. Es interessiert ja NIEMANDEN ob dieser Wert erreicht werden kann.

3. YBCO ist ein HOCHTEMPERATUR-Supraleiter. Da steht NIX wunderbar im Einklang mit der Theorie. Es ist noch nichtmal der grundlegende Mechanismus (Spin-Fluktuationen?) geklärt.

Was du meinst sind die konventionellen Supraleiter, die die BCS-Theorie gut beschreibt. Die Hochtemperaturmaterialien sind aktuelles Forschungsgebiet!

Liebe Grüsse, Hannes

PS: wie willst du die Struktur neuer Materialien aus den Leitfähigkeitsformeln ableiten? Die Struktur der Fermi-Fläche geht ja selbst als stark vereinfachte Funktion ein (genauer als Integrationsbereich) - wie soll denn das gehen?

cyjoe

2004-10-05, 19:09:23

@cyjoe:

Warum soll das ein extremer Bereich sein? Die ideale Gasgleichung ist für leichte Gase eine durchaus gute Beschreibung (sonst halt Van-der-Waals-Gln), nur bei extrem hohen Drücken oder Temperaturen weicht sie vom realen Gas ab, nicht bei 0...

Was passt dir an P=0 bei T=0 nicht? Passt doch wunderbar!

Liebe Grüsse, Hannes

Ich denke, dass die selben Probleme wie bei hohen Drücken auftreten: Eigenvolumen / Wechselwirkungen sind nicht mehr vernachlässigbar. Ich kenne das Verhalten eines realen Gases bei extrem niedriger Temperatur nicht, hatte bis jetzt noch nichts damit zu tun.

Gegen p=0 bei T=0 habe ich nichts. Ich wollte damit nur sagen, dass 0 K ein extrapolierter Wert ist, sozusagen.

klutob

2004-10-05, 19:17:08

Hi Hannes,

1. Es ging um eine prinzipielle Diskussion, wie's mit Si bei T=0k ausschaut! Nicht ob diese Temperatur erreichbar ist.

2. In dieser Diskussion ist die Gleichsetzung 10^-x=0 gerechtfertigt. Es interessiert ja NIEMANDEN ob dieser Wert erreicht werden kann.

Deine Meinung. Nenn mich Prinzipienreiter, aber ich hielt mich an den Threadtitel "Was passiert bei 0 Kelvin?".

3. YBCO ist ein HOCHTEMPERATUR-Supraleiter. Da steht NIX wunderbar im Einklang mit der Theorie. Es ist noch nichtmal der grundlegende Mechanismus (Spin-Fluktuationen?) geklärt.

Was du meinst sind die konventionellen Supraleiter, die die BCS-Theorie gut beschreibt. Die Hochtemperaturmaterialien sind aktuelles Forschungsgebiet!

Liebe Grüsse, Hannes

PS: wie willst du die Struktur neuer Materialien aus den Leitfähigkeitsformeln ableiten? Die Struktur der Fermi-Fläche geht ja selbst als stark vereinfachte Funktion ein (genauer als Integrationsbereich) - wie soll denn das gehen?
2004-10-05 15:26:07

Darüber läßt es sich vllt. besser im Unterforum "Religion u. Wissenschaft" diskutieren.

bis dahin

DH[ger]

2004-10-15, 15:15:13

Hoffe, dass mein Post nicht zu spät kommt, aber eigentlich hätte man nahe 0°Kelvin einen Superleiter. Die Wärme also auch -200°C wird kinetische Energie umgewandelt, die die Teilchen (anschaulich) zum schwingen bringt. Da der elektrische Strom nun auf Elektronenbewegung basiert, werden die Elektronen durch diese Teilchenschwingung auf ihrem Weg durch den Leiter behindert.

Das beudeutet bei höherer Temperatu -> mehr Wärme steigt der Widerstand.

0°Kelvin beschreibt ja nun den den Zustand, bei dem die Teilchenbewegung gleich 0 ist. Also werden die Elektronen nicht behindert. Das alles bezieht sich aber nur auf Metalle.

Bei 0°Kelvin jedoch habe ich das so verstanden, dass das Volumen gleich 0 aber die masse noch wie vorher ist-> ähnlich schwarzem Loch? Und wenn man nahe 0°Kelivn wäre, würde es schon reichen, dass nur ein wenig Strom fließt, was eine Temperaturerhöhung zu folge hätte und alles wäre fürn Arsch.

So, bei Halbleiter sieht das gleube ich anders aus. Der Ström würde zwar wegen sehr geringem Widerstand megaschnell fließen, es würde jedoch nicht viel fließen, da ja ein Halbleiter durch Licht oder Wärme angeregt wird ein Elekton aus dem Valenzband in das Leitungsband abzugeben.

Ich hoffe ich habe jetzt keinen Müll geschrieben. Könnte nicht nochmal einer erklären, was der Zusammenhang zwischen Temperaturerniedrigung, Widerstand in Halbleitern und Leitern, Wolumen, Masse und Leistung (?) ist?
Wär mal echt nötig.
Hätte noch ne Frage: Wie ist das Verhältnis zwischen temperatur und Volumen? Habe das total vergessen.

Sk_Antilles

2004-10-16, 02:29:16

Also.....

Im Endeffekt redet ihr alle um den heissen Brei herum, schlagt euch Theorien, Formel, usw. um die Ohren. Und was kommt dabei heraus? Ja, genau! Nichts!
Wieso schreibt eigentlich nicht jeder ganz einfach: "KEINE AHNUNG!"
Genau! Weil wir nicht wissen was passiert und es wahrscheinlich nie wissen werden. Gebt es doch einfach zu, anstatt hier rumzufaseln.

Ich habe, genauso wie Alle hier kein blassen Schimmer was bei 0K passiert. Und dessen bin ich mir 100% sicher ;)

Aber da es hier das Speku-Forum ist: Es fliegen rosa Elefanten bei 0K durch die Gegend. :D
Was zu widerlegen wäre ;)

mtFbwY

Sk_Antilles

DH[ger]

2004-10-16, 11:33:54

Kann denn keiner auf meine Frage ne Antwort geben? Würde mich wirklich interessieren.
@Sk_Antilles: Das ist aber immer so im Leben. Wieviele Dinge werden nur durch Theorien belegt, weil man die Praxis nicht realisieren kann? Darauf baut doch die moderne Welt auf. was würde passieren, wenn jeder keine Ahnung sagen würde? Eben gar nichts. Außerdem trägt das wie du es nennst Theoriegeschwafel doch nur zur Weiterbildung bei.

BUGFIX

2004-10-16, 12:11:12

also:
Die unerreichbarkeit der 0K Grenze liegt im 3. Hauptsatz bergründet.
Diser besagt aber nur, dass mit abnehmender Temperatur die Wärmekapazität gegen Null geht.
Im Klartext:
Wenn man einen Stoff sehr stark abkühlt (nahe dem 0K punkt) reichen schon minimalste Energiemengen der Umgebung aus , um den Stoff wieder 'zu erwärmen'.
Eine Stoff kann also nur dann 0K haben, wenn das gesammte System in dem sich der Stoff befindet, keine Energie beinhaltet.
Nichtsdestotrotz gelten auch für 0K die üblichen physikalischen Gesetztmäßigkeiten (von nix kommt nix und so weiter :) )
Also keine schwarzen Löcher, und , wenn man den Hauptsätzten folgt, auch keine rosa Elefanten.

MfG

BUGFIX

DH[ger]

2004-10-16, 14:09:13

Nee, schwarzes Loch war falsch ausgedrückt meinte nur, das wenn das Volumen nahe oder gleich null sei , die masse aber bestehen bliebe, dies den effekt eines Schwarzen Lochs oder besser eines Neutronensterns haben müsste, weil die Dichte ja dann tierische Ausmaße hätte.

Wie ist denn nun das verhältnis zwischen Temperatur und Volumen (proportional? exponential?) und wie sieht das mit Halbleitern bei niedrigen temperaturen aus?

Gast

2004-10-16, 17:41:12

@alle Ignoranten:

Wenn ihr zu faul seit, meine postings durchzulesen, dann jammert bitte schön nicht noch rum.

Schwarzes Loch? Sowas kommt halt raus, wenn einer nur das ursprüngliche posting liest, aber nicht die Antwort dazu.

In diesem Sinne, Hannes

PS: Keine Sorge, das war mein letzter Beitrag zu dem Thema.

DH[ger]

2004-10-16, 18:16:05

Tschuldigung. Brauchst du ein Taschentuch? wollte dein Ego nicht beleidigen.

godess

2004-10-16, 20:49:28

Also, 0 K gehen nicht, weil ein körper aufgrund von sich anziehen atomen ein körper ist.
Doch bei 0 K haben die atome keine Energie mehr, und so WÜRDE sich der Körper auflösen(meine theorie). Außerdem müsste die umgebung auch 0 K haben. genauso wie die umgebung der umgebung und die umgebung der umgebung der umgebung (da ja jeder stoff eine gewisse leitfähigkeit hat) :-) und so weiter. so müsste die ganze welt und das GANZE unversum 0 K haben und damit keine energie bestitzen. doch das geht aus zwei gründen nich: 1. sterne (z.B. die sonne) verhinden dies und 2. kann energie nicht vernichtet werden.

aber interesant wäre es trotzdem :-)

DH[ger]

2004-10-16, 21:42:20

Nur etwas kalt

superdash

2004-10-18, 12:17:41

Freunde,

das ist wie mit der Lichtgschwindigkteit c. Die erreicht man genau so wenig wie den absoluten Nullpunkt.

==> alles Spekulation.

Beweise net möglich...

Habt euch lieb...

cu

Dash

Rhönpaulus

2004-10-20, 17:01:24

was bei annähernd 0 kelvin mit der cpu passiert wollt ihr wissen?
na das ist einfach.
aufrund des fehlenden termischen druckes wird die nun überwiegende schwerkraft die cpu kolabieren lassen bis sie zu einem schwarzen loch mit dem schwarzschildradius von 3,1415927 nanometer zusammengeschrumpft ist.
das schwarze loch zieht nun seinerseits umliegende materie wie wärmeleitpaste und luft an und beschleunigt diese dabei auf lichtgeschwindigeit wodurch diese vollständig in energie zerstrahlt.
das ganze ist deshalb ungeheuer gefährlich und sollte keinenfalls gemacht werden.

;)

godess

2004-11-12, 19:37:09

wieso 3,1415927 nm (ich weiß das das pi is)
könnte es nicht auch 7 nm groß sein?

Gast

2004-11-12, 23:19:18

']Kann denn keiner auf meine Frage ne Antwort geben? Würde mich wirklich interessieren.

Wie denn? Schon die Unschärferelation reicht um die Unmöglichkeite deiner theoretischen Vorstellung zu zerstören. Und was nicht mal theoretisch möglich ist kann man nunmal nicht erklären.
Chatt (der wo die Fragestellung trotzdem irrsinnig interessant findet)

Chatt

2004-11-12, 23:20:37

Huch glatt vergessen ein zu loggen :p
Chatt (der wo es manchmal gar nicht so toll findet dass hier Gastpostings erlaubt sind ;D )

INTRU

2004-11-12, 23:28:50

Hallo Chatt
jetzzt auch bei 3dcenter! :biggrin:

Intru (der wo sich freut Chatt bei 3dcenter zu sehen ;) )

stav0815

2004-11-13, 12:16:18

wieso 3,1415927 nm (ich weiß das das pi is)
könnte es nicht auch 7 nm groß sein?

ich meine dass es das kleinste Kugelförmige Gebilde mit einer Masse >12u sein kann, bin mir aber nicht mehr sicher. Chemie Unterricht 11.Klasse is nich grad dolle :frown:

Skinner

2004-11-13, 13:17:41

ja und ? was würde(<--konjunktiv,möglichkeitsform) passieren ?

lesen,denken,denken,verstehen,posten

Spekulatius liebe ich. Kein Mensch weiss was passiert.

Spasstiger

2004-11-13, 14:51:55

wieso 3,1415927 nm (ich weiß das das pi is)
könnte es nicht auch 7 nm groß sein?

Ich glaub, dass man sein Posting nicht allzu ernst nehmen sollte. Siehe ;) .

Gast

2004-11-13, 15:14:44

Also, 0 K gehen nicht, weil ein körper aufgrund von sich anziehen atomen ein körper ist.
Doch bei 0 K haben die atome keine Energie mehr, und so WÜRDE sich der Körper auflösen(meine theorie).

Interessante Theorie.
Seit wann ist denn Wärme eine anziehende oder überhaupt irgendwie gerichtete Kraft? Der Erfahrung nach verlieren Atome eher bei Erhitzen ihre gegenseitige Bindung als durch Abkühlung.
Das war leider nichts.;)

Rhönpaulus

2004-11-15, 17:36:55

godess

2004-11-20, 19:35:11

das da oben war natürlich nur ein scherz zu einer vielleicht interessanten aber unnützen frage.
0k exakt kann mann nicht erreichen da es kein punkt im universum gibt,wo mann nicht von wärmequellen umgeben wäre.
in bern hällt mann glaube ich den rekord für die niedrigeste jemals erzeugte temperatur und die liegt ganz ganz knapp darüber.
atome würden auch dann nicht zerfallen den sie werden von den beiden kernkräften und der elektrostatischen kraft zusammengehalten.
termische energie ist sozusagen die unruhe im atom,es sind schwingungen der elementarteilchen.
am absoluten nullpunkt wären diese ergo ebenfalls null.
mit zunehmender temperatur werden sie so stark das sich die atome irgendwann in ihre elementarteilchen zerlegen und auflösen.
das war doch mein reden.
und zu dem gast dadrüber:LIES RICHTIG wenn atome keine energie mehr (was ja bei 0K passiert würde), dann haben sie keine energie mehr um sich anzuziehen. bei hitze haben sie soviel energie, dass sie sich von einandere trennen können.
es könnte aber auch so sein, wenn sie sich bei 0K doch noch anziehen: da sich sie dann nicht mehr bewegen, können sie nicht mehr von eineander "flüchten". dann könnte doch sich der körper su zusammen ziehen, dass sich die atome gegenseitig berühen.
was dann is will ich mir gar nicht erst überlegen.

Gast

2004-11-21, 22:42:43

es ist fakt, dass atome auch bei 0 kelvin noch energie besitzen und zwar die undefinierte null punkt energie, aufgrund der anziehungskräfte usw.
bei 0 kelvin habe eben die atome keine freiheitsgrade mehr (translation, rotation und schwingung) und darum können wir auch keine temperatur mehr messen.

und halbleiter wie z.b. silizium werden bei sehr niedrigen sehr wohl supraleitfähig, nur eben bei drücken von 25000 - 150000 bar.

und zum suprafluid kann nur helium 3 oder eine helium 3/4 mischung mutieren.

zu der cpu:

bei 0 kelvin und atmosphärendruck würde das ding nicht mehr in betrieb gehen dürfen, es sei denn es erzeugt keine energie bzw. wärme mehr. ansonsten würden sich keine 0 kelvin erreichen lassen. die sich auch so nicht erreichen lassen, da immer durch irgendwelche wärme oder energie außerhalbs die entropie gesteigert werden würde und unseren kühlungseffekt zu nichte machen.
man kann eben kein geschlossenes system zu 100% von der außenwelt abschotten, es findet immer einer wechselwirkung statt.

bei annähernd 0 kelvin würde das ding wohl abgehen wie eine rakete, vorrausgesetzt die leiterbahnen bzw. bauteile werden durch zu hohe energiezufuhr bzw. übertaktung nicht überbelastet und die stromversorgung der mosfets, sowie die stromglättung durch die elkos sind für solche höchstleistungen ausgelegt. ansonsten läuft das ding instabil bzw. lässt sich trotz der geringen temperatur nur gerinfügig übertakten.
bestens beispiel sind stickstoffkühlungen, die kühlung hat das potential, aber nicht die standart bauteile des mainboards sowie der cpu, deswegen läuft es dann auch meist nicht stabil...

del_4901

2004-11-22, 08:03:55

Gast

2004-11-22, 17:34:08

kann ich nur zustimmen, laut diversen ibm f-berichte soll das minimum bei den heut üblichen chips um die -170 bis -180 °C liegen. obwohl das auch schon wieder einer weile her ist, wo ich das gelesen habe...

Gast

2004-11-22, 17:40:24

bei 0 Kelvin würde die Zeit stehenbleibe.
Daher ist selbst im Universum alles mindestens ca. 3 Kelvin "warm".

Gast

2004-11-22, 20:01:48

Also, es ist schon einige Semester her, aber ich glaube das unser TechnischeInfo Prof mal gesagt hat, das bei -150°C bis -200°C (jeh nach Fertigung) im ChipDie Sense ist. Dann hat unser Halbleiter(Si) einfach keine Ladungsträger mehr.

Also Ladungsträger hat er immer, sie sind nur nicht mehr frei beweglich. Die Ladungsträger des Si sind aber eh unerwünscht, es geht um diejenigen der Dotierungsatome.

Gast

2004-11-22, 20:22:21

bei 0 Kelvin würde die Zeit stehenbleibe.
Daher ist selbst im Universum alles mindestens ca. 3 Kelvin "warm".

absoluter blödsinn.

dann würde ja bei einigen mirko kelvin, die man schon oft erreich hat, die zeit nahe zu stehen bleiben bzw. verlangsamt voran schreiten...

außerdem hat die temperatur nichts mit der zeit am hut, denn auch bei 0 kelvin können noch informationen gesendet/empfangen werden.