Elementarkörpertheorie © Dirk Freyling

Wie konsistent und "einfach" realobjektorientierte Grundlagenphysik sein kann, verdeutlichen vier Beispiele im aphoristischen Bild ...

Wie erfreulich aussagefähig das vorliegende masse-radius-gekoppelte Denkmodell ist, lässt sich am konkreten Beispiel der Neutronenmasseberechnung "leicht" verstehen. Aus der (e-Proton)-(q₀-Elektron)-Wechselwirkung entsteht das Neutron. Die Gesamt-Masse des Neutrons m_n ergibt sich zu:

m_n = m_p + m_e + ∆m [mn1]

Aus praktischen Gründen werden "Zehnerpotenzen" exemplarisch wie folgt geschrieben: 1,23·10^-3 = 1,23e-3. Das hat den Vorteil, daß der interessierte Leser die entsprechenden Zahlenwerte "gleich" in den "Computer" zur "Kontrolle" übernehmen kann (Copy&Paste).

Die Unsicherheiten der (CODATA)-(Masse-)Werte und der Naturkonstantenwerte sind nicht explizit benannt. Beispiel: Masse des Elektrons: 9,10938356e-31 kg 9,10938356(11)e-31, bedeutet eine Standardabweichung von ± 0,00000011e-31 kg. Es wird hier mit dem Wert 9,10938356e-31 kg gerechnet.

Beispiel: Feinstrukturkonstante α: 0,0072973525664 0,0072973525664(17)

Es wurden zur Berechnung folgende Werte verwendet:

m_A = m_e = 9,10938356e-31 kg : Elektronenmasse

_q0m_A= (4/α) · m_e= 4,99325391071e-28 kg

m_B = m_p = 1,672621898e-27 kg : Protonenmasse

c: 2,99792458e+08 m/s α: 0,0072973525664 ► 0,00365535710097 : ( 1- √( 1 - α ) ) 0,77010243592 : 1/(1 + _q0m_e/m_p)

∆m = 1,405600680072e-30 kg ∆E_ee = 1,263290890450e-13 J ~ 0,78848416 MeV

m_n(e-Proton-s-Elektron-Wechselwirkung) = m_p + m_e + ∆m = 1,6749384370361e-27 kg

Vergleich mit experimentell bestimmter Neutronenmasse m_n(exp) (1,674927471e-27 kg) [Quelle: CODATA 2014]

m_n(e-Proton-s-Elektron-Wechselwirkung) / m_n(exp) ~ 1,0000065472

Was ist eine physikalische Gleichung?

Zur Erinnerung: Eine physikalische Gleichung besteht aus maßgebenden Größen (Ladung, Masse, Radius,...), möglicherweise Naturkonstanten, Koeffizienten und Rechenvorschriften. Der Sinn einer physikalischen Gleichung besteht darin, in Abhängigkeit der vorkommenden Gleichungsbestandteile, eine qualitative und quantitative Aussage zu treffen.

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.

Der dynamische Faktor γ_dyn ist inertialsystembefreit und wirkt radialsymmetrisch. γ_dynlässt sich "einfachst" aus der Elementarkörpergleichung r(t) mittels dr/dt ableiten :

Für ein anschauliches Verständnis und resultierend für die phänomenologisch begründeten Elementarkörpertheorie basierenden Gleichungen sind nachweislich weder eine variable Zeit, noch mathematische Raum-Zeit-Konstrukte, noch irgendeine Form der Substrukturierung notwendig. Die spezielle Relativitätstheorie knüpft zwar an das physikalische Experiment von Michelson & Morley an, beruht aber lediglich auf dessen mathematischer Deutung durch Lorentz. Die Relativierung der Zeit ist physikalisch nicht begründet, sondern nur das Ergebnis einer mathematischen Annahme. Auch die Herleitung der Masse-Energie-Äquivalenz ist unter formalanalytischen Gesichtspunkten weit weniger "eindeutig geklärt", als es die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) suggeriert. Ohne das Gedankenexperiment Einsteins und den Rechenweg an dieser Stelle explizit auszuführen, folgt gemäß Albert Einstein respektive gemäß SRT E = mc² aus einer "klassischen Grenzfall" - Approximation mittels Taylorreihenentwicklung. Streng genommen ist diese Herleitung - salopp formuliert - nicht "zwingend", da hier ergebnisorientiert die gewünschte Lösung die Näherung (mit-)bestimmt.

Elementarkörper basierende Herleitung der Energie-Masse-Beziehung E = m₀c²

Ergänzende Betrachtung

Relativistische Masse-Änderung abgeleitet aus der "Newtonschen Dynamik"

Die Ausführungen basieren auf einer Weiterentwicklung der klassischen Physik von Rudolf Kießlinger (1921 - 2011). Kießlinger zeigt u.a. eindrucksvoll, wie eine Erweiterung der "Newtonschen Dynamik" zur Speziellen Relativitätstheorie (SRT) führt.

Der fundamentale Unterschied zur SRT(-Herleitung des relativistischen Faktors, „historisches Stichwort“: Michelson-Morley-Experiment) besteht darin, daß die Ausgangssituation der „Newtonschen Erweiterung“ mit Berücksichtigung einer variablen Masse zu einer zeitlichen Änderung der Kraft F = d/dt(mv) = m(dv/dt) + (dm/dt)v führt, die sich nicht auf Inertialsysteme beschränkt.

Mit anderen Worten: Das bedeutet, daß zumindest der „relativistische Faktor“ (1 – (v/c)²)^1/2 im Rahmen der Newtonschen Dynamik im Zusammenhang mit der resultierend variablen Masse m = m₀(1 – (v/c)²)^1/2 inertialsystemunabhängig ist. Das hat weit reichende Konsequenzen, da sich die Phänomenologie der SRT gemäß Lorentztransformation(en) nur auf eine „geschwindigkeitsstatische Abstraktion“, sprich einer relativen gleichförmigen Geschwindigkeit beschränkt, wo hingegen die Newtonsche Dynamik beliebige Geschwindigkeiten zulässt. Aus v = const. wird allgemein v =dr/dt.

»eΥch«

[(Eich-)Basisgrössen der Elementarkörpertheorie]

Die Elementarkörpertheorie begründet sich bzw. arbeitet ausschließlich mit folgenden Beobachtungen, respektive Beobachtungs-Größen: Invarianz der (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit c, der Gravitationskonstanten γ und der elektrischen Elementarladung e. Als einziges (Mengen-)Postulat wird das Planksche Wirkungsquantum h als kleinste (skalare) Wirkung definiert, welche sich phänomenologisch und "rechnerisch" zwanglos aus der Elementarkörperdynamik ergibt : ΔE · Δt = (m₀c²) · ( r₀π/2c) = h. Details siehe exemplarisch die (exakte) Berechnung des Protonenradius. Auch der Term m₀c² lässt sich direkt aus der Elementarkörperdynamik ableiten, Details siehe E = m₀c² im Kapitel Energie-Erhaltungs-Satz.

[Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle erwähnt, daß das Plancksche Wirkungsquantum h auch eine (indirekte) im Rahmen des Elementarkörpermodells phänomenologisch begründete Beobachtungsgrösse ist, wenn man als Ausgangssituation die ("korrekte") Massen- und Radius-Bestimmung des Protons als gegeben voraussetzt.]

Elementarkörper basierende Korrespondenz im "aphoristischen Bild"