Diskussion:Spontane Symmetriebrechung

Nichts kapiert

Und schon wieder kapiere ich nichts!

Um welche Symmetrie geht es dann? --Kölscher Pitter 17:20, 28. Jan. 2007 (CET)

Habe den Bewertungsbaustein Allgemeinverständlichkeit eingefügt. Selbst ich als ausgebildeter Physiker habe meine liebe Mühe mit diesem Artikel.-- GerhardNL 13:28, 7. Okt. 2008 (CEST)

Verjährt. MfG

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 21:41, 25. Mär. 2023 (CET)

Überhaupt nichts

Kann das bitte mal jemand so schreiben, dass man es versteht? Nicht einfach das Lehrbuch abpinnen, sondern mit möglichst wenigen Fachausdrücken erklären. Danke!

    Dem Stimme ich zu, auch wenn es so mehr Spaß macht, den Artikel zu lesen... --88.72.205.249 15:01, 7. Okt. 2008 (CEST)

Verjährt. MfG

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 21:41, 25. Mär. 2023 (CET)

Etwas zwischen den Zeilen aufgefüllt

Hi ich habe mal ein paar Informationen explizit eingetragen, die ein Nicht-Physiker vielleicht nicht sofort sieht. Hoffe es ist ein wenig verständlicher geworden. --Marc van Woerkom 19:01, 7. Okt. 2008 (CEST)

Danke. MfG

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 21:42, 25. Mär. 2023 (CET)

Vorschlag zum besseren Verständnis des Artikels

Das Sombrero-Potential mitsamt Grafik könnte man rausnehmen und durch die Beschreibung einer Flasche mit gewölbtem Boden ersetzen. Die Wölbung sei radialsymmetrisch und nach oben gerichtet. Befindet sich nun eine Kugel auf der Mitte der Wölbung, so hat ihre Lage mehr Symmetrien als unten, wo der Flaschenboden an den Flaschenzylindermantel grenzt und die Kugel die energetisch günstigste Lage hat.

Platziert man die Kugel auf den höchsten Punkt der Wölbung, so bleibt sie dort, solange keine Störung vorliegt. Andernfalls rollt sie runter.

Das sollte auch ein Laie verstehen (war auch in ähnlicher Form heute irgendwo zu lesen, anlässlich des Physik-Nobelpreises für die Entdeckung der spontanen Symmetriebrechung). Die mathematische Herleitung kann dann ersatzlos gestrichen werden. Sie täuscht nur aufgrund der Formelsprache eine Komplexität vor, die ihr garnicht innewohnt. Gruß Robertp 23:11, 7. Okt. 2008 (CEST)

Ich stimme zu, dass das Beispiel zunaechst durch ein mechanisches Analogon ersetzt werden sollte, das "komplexe Feld" ist fuer den Laien doch eher abschreckend und im Prinzip auch gar nicht noetig. Zur spontanen Symmetriebrechung gehoert ausserdem meines Erachtens die Zeitkomponente dazu, nicht zuletzt wegen "spontan", aber vor allem wegen der Kosmologie. Das Potential muesste, so wie ich das immer verstanden habe, zeitabhaengig sein (womoeglich implizit ueber die Temperatur), und zwar zunaechst so, dass φ=0 ein stabiles Minimum ist. Daraus entwickelt sich dann der Sombrero, φ=0 wird instabil und das Feld sucht sich spontan einen der Werte auf dem Kreis. Was eine spontane Symmetriebrechung fuer die Teilchenphysik bedeutet, wird im Artikel noch gar nicht erklaert, das sollte noch gemacht werden. Ausserdem waeren Beispiele aus der Kosmologie schoen. Ich bin leider kein Experte und auch erst mal fuer zwei Wochen weg. Ach so, die Abbildung waere schoener, wenn die Funktion ueber einem kreisfoermigen Bereich gezeigt wuerde, ohne diese raufgezogenen Ecken. --Wrongfilter ... 23:43, 7. Okt. 2008 (CEST)

Ja, habe ich mir heute morgen auch gedacht, als ich den Spiegel Online Artikel gelesen hab. Ich hatte gestern abend nur das Bild gesehen, vermisste aber die Erklärung. Dann habe ich mir die englische Artikelversion angeschaut, da fand ich die Formeln aber zu kurz. Deswegen hatte ich die Rechnung ein wenig erläutert. Nach einer Nacht drüber schlafen, war mir klar, dass man den Laien nicht die Rechnung erklären muss, wenn man sie auch weglassen kann. :-) Ich versuche den mathematischeren Teil in eine Fussnote auszulagern. --Marc van Woerkom 10:56, 8. Okt. 2008 (CEST)

Fussnoten sollten im wesentlichen nur fuer Referenzen gebraucht werden, fuer ausfuehrlichere, insbesondere mathematische, Erlaeuterungen ist das Format ungeeignet. Im Prinzip haette ich auch nichts gegen Formeln, Ableitungen sind Abitursstoff und mehr braucht man ja nicht. Andererseits sieht man ja aus der Abbildung, wo die Maxima und Minima liegen, die muss man ueberhaupt nicht berechnen. --Wrongfilter ... 11:19, 8. Okt. 2008 (CEST)

Sieht schon optisch mies aus, was an der relativen Grösse liegt. Deswegen werden sie wohl in der Wikipedia nicht dafür eingesetzt. War aber einen Versuch wert. --Marc van Woerkom 11:27, 8. Okt. 2008 (CEST)

So weit ich weiß, ist das Überraschende an der Symmetriebrechung, dass dadurch eigentlich Erhaltungssätze verletzt werden. Im mechanischen Beispiel würde das bedeuten, dass wenn die Kugel erst oben liegt und dann unten, der Energieerhaltungssatz verletzt wäre - wenn die Energie erhalten bliebe und und die Kugel unten im Kreis rollt, wäre der Drehimpuls nicht erhalten. Da die Erhaltungssätze aus Symmetrien folgen, sind ihre Verletzung glaub ich physikalisch die viel entscheidenere. Vielleicht kann jemand der mehr Ahnung davon hat als ich das irgendwie einbringen. 13:29, 9. Okt. 2008 (CEST)

Energie- und Drehimpulserhaltung spielen keine Rolle. In der Kosmologie gibt es z.B. einen Daempfungsterm, der durch die Expansion des Universums zustande kommt. Man darf deshalb auch im mechanischen Analogon annehmen, dass Reibung vorliegt. Die Abbildung wurde leider schon von einer IP als nicht zylindersymmetrisch missverstanden... --Wrongfilter ... 16:48, 9. Okt. 2008 (CEST)

Irgendwas versteh ich da nicht. "Die Konfiguration hat damit allerdings die Rotationssymmetrie verloren („Symmetriebrechung“), da sich das System für eine bestimmte Lage auf dem Kreis entschieden hat, die gegenüber allen anderen Lagen auf dem Kreis ausgezeichnet ist." Ich kann nicht sehen, warum diese Lage auf dem Kreis ausgezeichnet ist. Alle anderen Lagen auf dem Kreis besitzen doch das gleiche Potential, sind also physikalisch gleichberechtigt. Wenn man zb von Parität spricht, dann sagt das ja, dass U(r)=U(-r) ist. Genau das ist in diesem Fall gegeben.(Der vorstehende, nicht signierte Beitrag – siehe dazu Hilfe:Signatur – stammt von 78.52.189.214 (Diskussion • Beiträge) 21:05, 9. Okt. 2008 (CET))

Das Potential behaelt natuerlich seine Symmetrie, aber der Punkt ist dadurch ausgezeichnet, dass jetzt die Kugel da liegt (und nirgends sonst), bzw. dass das Feld eben diesen Wert angenommen hat. --Wrongfilter ... 22:38, 9. Okt. 2008 (CEST)

Antimaterie?

Geht es um die (trotz Nobelpreis bisher nicht erklärbare) fehlende Symmetrie von Materie und Antimaterie?-- Kölscher Pitter 10:32, 8. Okt. 2008 (CEST)

Bei der Nobelpreisstiftung findet sich ein sehr schöner Übersichtsartikel.

"It then became clear that a non-abelian gauge theory with the gauge symmetry SU(2) ⊗ U(1) for the weak and electromagnetic interactions proposed by Steven Weinberg in 1967 [55] and Abdus Salam [56] in 1968, based on earlier work by Sheldon Glashow [57] could indeed be a viable model for Nature (Nobel Prize to the three, 1979). The scales in the model come via spontaneous symmetry breaking. In fact the electro-weak theory of Glashow, Salam and Weinberg has now been tested to very great accuracy at the LEP accelerator and all the data supports a spontaneously broken gauge theory [58]. Nambu’s idea of spontaneous symmetry is one of the pillars of the model."

In 1967, Andrei Sakharov [82] (the Nobel Peace Prize 1975) pointed out in a famous work that CP violation must be the cause of the asymmetry in the universe. It contains more matter than antimatter. The CP violation that the KM Model gives rise to is most probably not enough to explain this phenomenon. To find the origin of this CP violation we probably have to go beyond the Standard Model. Such an extension should exist for other reasons as well. It is believed that at higher energies other sectors of particles, so heavy that the present day accelerators have been unable to create them, will augment the model. It is natural that these particles will also cause CP violations and in the tumultuous universe just after the Big Bang these particles could have been created. These particles would have been part of the hot early universe and could have influenced it, by an as yet unknown mechanism, to be dominated by matter. Only future research will tell us if this picture is correct.

Man sucht halt nach einer korrekten Naturbeschreibung und muss dafür aus einer Vielzahl denkbarer, plausibler Theorien diejenige ermitteln, die am zutreffendsten ist. Einschränkende Kriterien sind insbesondere Anforderungen an das Symmetrieverhalten. Der obige Artikel beschreibt ja, wie die Idee der spontanen Symmetriebrechung geholfen hat, zum Glashow, Salam und Weinberg Model zu kommen. Damit sind Symmetrien bzw. Symmetrieverletzungen stärker in den Blickpunkt gerückt. Die beiden anderen Preisträger konnten theoretisch die drei Teilchenfamilien (elektron-normal, myon-schwer, tau-sehr schwer :-) vorhersagen. Die Preisrichter haben das ganze wohl als grundlegende Arbeiten auch für die künftige Lösung der Frage nach dem Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie angesehen. Also kurze Antwort: Hat damit schon zu tun. :)

--Marc van Woerkom 10:52, 8. Okt. 2008 (CEST)

Mein Vorschlag: Den Artikel löschen

Ich denke, wer den Artikel verstehen kann braucht ihn nicht, und die anderen können ihn nicht verstehen. Der Grundgedanke von Wikipedia ist Allgemeinverständlichkeit. Schaut mal in die Prinzipien von Wikipedia. Der Artikel steht nicht zu Unrecht auf der Liste der Baustellen. Übrigens: von welchem Laien ist hier die Rede?

Rainer 10:09 MESZ, 09.10.2008

Wenn für die spontane Symmetrie schon ein Nobelpreis vergeben wird, immerhin mit einem nicht unbeträchtlichen Preisgeld und Medienrummel verbunden, dann sollte in einem Lexikon vielleicht auch mal verständlich erklärt werden was das eigentlich ist. Naja – zumindest ein ausgebildeter Physiker sollte vielleicht grob verstehen können, um was es da geht. --84.59.32.92 21:46, 18. Okt. 2008 (CEST)

Verjährt.

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 21:42, 25. Mär. 2023 (CET)

Im Gegenteil!

Im Gegenteil: Das Konzept ist zeitlos. Ich habe den Artikel soeben um einen sehr kurzen, aber wichtigen Zusatz ergänzt, der die Bedeutung des Konzepts auch für andere Gebiete der Physik unterstreicht (mit vielen Verlinkungen, z.T. gegenseitig). - MfG, Ben. 87.160.84.125 11:39, 9. Okt. 2008 (CEST)

Zylinder- und kubische Symmetrie

Das Potential ist nicht streng zylindersymmetrisch, sondern besitzt durch den Term $\,\phi ^{4}$ nur kubische Symmetrie. Aber bei Annäherung an den Ursprung, $\,\phi \to 0$, dominiert die Zylindersymmetrie. OK? Anders gesagt, es handelt sich um vernachlässigbare Subtilitäten, die nur den Fachmann interessieren dürften; es besteht also kein Grund, rechthaberisch sein, umsoweniger, als das, was jetzt dasteht, m.E. wirklich gut ist. - MfG, Ben. 132.199.38.129 18:12, 9. Okt. 2008 (CEST)

Hm? Verstehe ich nicht. Mal abgesehen davon, dass das Wort "zylindersymmetrisch" besser durch "rotationssymmetrisch" ersetzt werden sollte (also tatsaechlich U(1))... Was verstehst du unter "kubischer Symmetrie"? --Wrongfilter ... 18:19, 9. Okt. 2008 (CEST)

Kubische Symmetrie besitzt z.B. der Würfel x^4+y^4+z^4. Dagegen besitzt (x^2+y^2+z^2)^2 doch Rotationssymmetrie. Da dies gemeint ist, hast Du recht. (NB: Eigentlich muss man Zylinder- und quadratische Symmetrie vergleichen; geht analog; also ich widerrufe in mehrfacher Hinsicht. Übrigens der "üble Trick" zur Erzwingung der TeX-Version von \phi funktoniert auch mit einem bloßen Zusatz von \, . Es geht doch nichts über etwas TeXnisches Know-how. Anders gesagt: "Bill Gates" kann zum Glück überlistet werden; leider nicht ganz!). - 132.199.38.129 18:22, 9. Okt. 2008 (CEST)

Sorry, das mit kubischen Symmetrie verstehe ich genauso wenig wie Benutzer:Wrongfilter. $\,\phi$ ist eine komplexe Zahl und das Potential hängt nur vom Betrag dieser komplexen Zahl ab. In der üblichen grafischen Darstellung komplexer Zahlen bedeutet dies, dass auf einem Kreis um den Ursprung das Potential konstant ist. Trägt man das Potential senkrecht zur Ebene der komplexen Zahlen auf, ist das Potential symmetrisch zu einer Achse durch den Ursprung senkrecht zur Ebene der komplexen Zahlen. Sei r der Betrag der komplexen Zahl $\,\phi$, dann ist das Potential

$V(r)=-10\,r^{2}+r^{4}$

Diese Funktion, wie leicht mit elementaren Methoden der Mathematik zu zeigen ist, hat ein Minimum bei $r={\sqrt {5}}\approx 2{,}236$. Die Funktion nimmt also auf einem Kreis mit dem Radius ${\sqrt {5}}$ in der komplexen Zahlenebene ihren minimalen Wert an. --84.59.235.30 18:19, 18. Okt. 2008 (CEST)

Schön, aber das ist ja alles eher banal und wirkt höchstens durch die Einführung komplexer Zahlen, griechischer Buchstaben und dem Begriff Potential komplizierter als es ist. Aber was soll uns mit diesem Potential eigentlich vermittelt werden? Ehrlich, ich habe nicht begriffen was spontane Symmetriebrechung eigentlich sein soll. Was lässt sich denn damit berechnen? 84.59.62.165 21:18, 18. Okt. 2008 (CEST)

Ok, das Potential kann ich mir als ein Gebirge vorstellen. Es hat bei null und zwei mal Wurzel von 5 eine Nullstelle. Genau in der Mitte beim Radius Wurzel fünf erreicht es seinen tiefsten Punkt und steigt für größere Werte des Abstands vom Mittelpunkt immer steiler an. Jetzt könnte ich auf die Spitze des Berges in der Mitte eine Kugel legen. Durch den kleinsten Windstoß wird die Kugel dann in eine Richtung herunterrollen und aus dem Minimum wieder heraufrollen, umkehren wenn sie die Höhe null erreicht hat und theoretisch wieder auf der Bergspitze in der Mitte stehenbleiben und dann unter einem anderen Winkel wieder herunterrollen. Super – aber was können wir daraus lernen? --84.59.32.92 21:38, 18. Okt. 2008 (CEST)

Symmetriebruch

Verweise auf diesen Artikel.-- Kölscher Pitter 19:00, 9. Okt. 2008 (CEST)

Hm das sollte man nicht ignorieren. Tja, was tun? Es ist ja klar dass die Artikel viel gemeinsam haben. Eigentlich müsste man alle zusammenfassen, mit der Gemeinsamkeit oder dem geläufigsten Begriff anfangen und dann genauer zwischen den verschiedenen Ausprägungen differenzieren. Mir persönlich ist nur der Beriff "Symmetriebrechung" geläufig, aber ich bin auch schon einige Zeit aus dem Thema raus, vielleicht ist "Symmetriebruch" ja inzwischen geläufiger, oder das ist ein Nord-Süd Unterschied in der Sprache. Kann ich jetzt nicht ohne Zugriff auf aktuellere Literatur klären. Der Artikel hier ist auch nett. --Marc van Woerkom 21:23, 9. Okt. 2008 (CEST)

Ich empfehle, das Ganze so zu lassen, wie es ist: Die beiden Artikel kommen sich nicht ins Gehege, sondern der Name des Zweiten ("Symmetriebruch") ist einerseits fachlich unüblich, andererseits zeigt der zweite Artikel explizit, dass das Thema etwas allgemeiner ist als viele denken und "nicht nur" die "Baryon-Asymmetrie durch CP-Brechung" betrifft. Insofern haben beide Artikel durchaus ihre Daseinsberechtigung und sollten nicht vereinigt werden. (Übrigens ist der Nobelpreisträger Nambu ja ein 'lebendes Beispiel' für die angesprochene Vielfachheit des Konzepts; er hat, was vielleicht nicht bekannt ist, auch in der Theorie der Supraleitung einen großen Namen. Und es gibt das "Nambu-und-Jona-Lasinio-Modell" der phänomenologischen Teilchenphysik, auch sehr beachtlich. Und auch hier ist das Thema "Symmetrie" das Wesentliche.)

Übrigens ist im Artikel "Symmetriebruch" der Begriff "Spontan" nicht angesprochen, allerdings wird auf unseren Artikel hingewiesen. Genau so ist es richtig: es genügt ein "Siehe auch". - MfG, Ben. 87.160.79.148 12:00, 10. Okt. 2008 (CEST)

Anmerkung: Der Lemmaname Symmetriebruch wurde heute auf Symmetriebrechung korrigiert. Da es dort aber nicht um spontan gebrochene Symmetrien geht besteht keine Redundanz, möglicherweise jedoch Abgrenzungsbedarf. --Dogbert66 23:01, 5. Feb. 2011 (CET)