Wat veroorzaakt de lading van elementaire deeltjes ?

[Regor]

Hierbij zou ik graag eens ingaan op zoek naar het begrijpen van het diepste niveau van de oorzaak van de "lading" van elementaire deeltjes , positief of negatief (of een fractie ervan bij quarks) of neutraal.

Ik tracht het diepste begrip ervan in te zien / te begrijpen, maar heb daarvoor hulp nodig.
Geef geen voorbeelden aub.......... ik zoek de essentie van het "zijn" ervan !
Wat ik vrees is dat de wetenschappelijke verklaring uit de hoek van de wiskunde kwam / komt ...... iets is positief, negatief of neutraal (nul).
Neen, het gaat mij om het fysische fenomeen in zijn diepste "zijn".

Ben erg benieuwd !

[Regor]

At the highest level please.

[wnvl1]

Kwantumveldentheorie leert ons hoe we met lading moeten rekenen. Ze beschrijft hoe geladen velden met elkaar interageren, waarom lading behouden blijft en hoe lading verband houdt met symmetrieën van de natuurwetten. De theorie levert daarbij voorspellingen op die experimenteel met ongeziene precisie worden bevestigd.

Wat de theorie echter niet verklaart, is waar lading zelf vandaan komt. Waarom een elektron een lading van −1 heeft, waarom quarks fractieladingen bezitten en waarom de natuur überhaupt het concept lading kent, blijft binnen de huidige kwantumveldentheorie onbeantwoord.

Met andere woorden: de kwantumveldentheorie beschrijft hoe lading zich gedraagt, maar niet wat de uiteindelijke oorsprong van lading is. De waarden van de ladingen worden in het standaardmodel ingevoerd als fundamentele eigenschappen van de velden en niet afgeleid uit een nog diepere theorie.

Men zou kunnen zeggen dat de theorie de vraag "Wat is lading?" vervangt door de vraag "Hoe transformeert een veld onder de relevante symmetrieën?". Dat levert een krachtige wiskundige beschrijving op, maar laat de diepere fysische oorsprong van lading voorlopig open.

Dat is eigenlijk een terugkerend patroon in de fundamentele fysica: naarmate we dieper graven, verschuiven begrippen zoals lading, massa en spin steeds meer van "verklaarde verschijnselen" naar "fundamentele eigenschappen" waarvan de oorsprong zelf nog niet begrepen wordt.

[flappelap]

Ik heb geen idee wat voor antwoord je verwacht.

[HansH]

Ik heb geen idee wat voor antwoord je verwacht.

Probeer eens wat zou ik zeggen. Dan hoor je vanzelf wel of dat de gewenste richting is. ik zou denken dat het in ieder geval niet gaat om formules, maar om high level uitleg.

[wnvl1]

Het elektronveld, het positronveld en een neutraal veld verschillen niet in de zin dat ze “meer of minder elektrische lading bevatten” als een soort ingebouwde substantie. Het verschil zit dieper: in hoe elk veld zich gedraagt wanneer je de onderliggende U(1)-symmetrie toepast.

Die U(1)-symmetrie kun je je voorstellen als een soort interne “herlabeling” van de fasen van een veld. Als je zo’n transformatie uitvoert, verandert niet de fysische inhoud van de theorie, maar wel de manier waarop de wiskundige beschrijving van de velden meedraait met die verandering.

Het elektronveld is zo geconstrueerd dat het op een specifieke manier meedraait onder die faseverandering. Je kunt zeggen: als de symmetrie een kleine stap maakt, dan “reageert” het elektronveld daar proportioneel op, en wel in een vaste richting. Dat bepaalt zijn rol in de interactie met het elektromagnetische veld.

Het positronveld daarentegen reageert precies omgekeerd: waar het elektronveld in één richting meedraait onder de symmetrie, draait het positronveld in de tegengestelde richting mee. Het is dus niet een ander soort substantie, maar dezelfde structurele mogelijkheid binnen de theorie met een omgekeerde manier van deelnemen aan dezelfde symmetrie.

Een neutraal veld tenslotte reageert helemaal niet op die U(1)-transformatie. Het blijft volledig onveranderd wanneer je de symmetrie toepast. In die zin “ziet” het de symmetrie niet: het is er triviaal onder.

En precies deze verschillende manieren van meedoen aan dezelfde symmetrie krijgen in de fysica een naam: de mate en richting van die reactie noemen we respectievelijk negatieve, positieve of nul elektrische lading.

Daaruit volgt een fundamentele verschuiving in perspectief. Lading is niet iets dat eerst bestaat en vervolgens bepaalt hoe een deeltje zich gedraagt. In de moderne formulering van de veldentheorie is het omgekeerd: de manier waarop een veld is ingebed in de symmetrie van de theorie bepaalt wat wij “lading” noemen.

Daarom zeggen theoretische fysici vaak dat de symmetrie fundamenteler is dan de lading. De symmetrie is de onderliggende structuur waar alle velden aan deelnemen, terwijl lading slechts een samenvattend label is voor de manier waarop die deelname plaatsvindt.

[Regor]

@wnvl1,

Dank U,
U schreef:
"Lading is niet iets dat eerst bestaat en vervolgens bepaalt hoe een deeltje zich gedraagt."

Fundamenteel mee oneens !
De logica zegt dat er eerst "iets" moet zijn ........... vooraleer het op een bepaalde manier kan reageren op iets !anders !!!
Dat is een tijds - afhankelijk fenomeen ....... zoals men eerst een ei moet breken alvorens een spiegelei te kunnen bakken !

[wnvl1]

Elektrische lading wordt niet gezien als iets dat eerst “bestaat” en daarna bepaalt hoe een deeltje reageert. In plaats daarvan wordt lading begrepen als een eigenschap die voortkomt uit de structuur van de natuurwetten zelf, en in het bijzonder uit symmetrieën van die wetten.

In de klassieke intuïtie denk je terecht dat er eerst een object moet zijn en dat dit object vervolgens bepaalde eigenschappen heeft die bepalen hoe het zich gedraagt. In de fundamentele fysica is die volgorde echter minder strikt. Wat wij “deeltjes” noemen, zijn in de kwantumveldentheorie excitaties van onderliggende velden, en de manier waarop die velden mogen interageren wordt vastgelegd door symmetrieprincipes.

Elektrische lading is daarbij geen zelfstandig ingrediënt dat een deeltje “meedraagt” als een soort vooraf bestaande eigenschap. Het is eerder een parameter die beschrijft hoe sterk en op welke manier een veld gekoppeld is aan het elektromagnetisch veld. Die koppeling is vastgelegd in de wiskundige structuur van de theorie, niet in een tijdsvolgorde waarbij eerst een lading bestaat en daarna een interactie begint.

Je intuïtie dat er “iets moet zijn” vóór er iets kan gebeuren blijft wel geldig op een beschrijvend niveau. Er moet inderdaad een fysisch object of veld aanwezig zijn om interacties te kunnen hebben. Maar in de fundamentele beschrijving is lading niet de oorzaak van dat bestaan of gedrag, maar een label dat volgt uit de onderliggende symmetrie van de natuurwetten.

[Regor]

@wnvl1,

Dank U,

Ik wil U niet bruuskeren hoor, maar ik ben en blijf er niet mee akkoord.
Uw verklaringen zijn wat de wetenschap zegt / voorschrijft ! ....... maar het "hiaat' blijft fundamenteel aanwezig .. hoe U / men het ook draait of keert...... helaas !

U schreef:
"Elektrische lading is daarbij geen zelfstandig ingrediënt dat een deeltje “meedraagt” als een soort vooraf bestaande eigenschap."
DAT IS HET JUIST WEL !
Dat het dan .. gezien die intrensieke eigenschap invloed heeft op elektromagnetische velden is evident.
Maar als het die zelfstandige ingredient niet zou hebben zou het niet reageren met het veld.
DUS HEEFT HET IETS "VOOR" HET REAGEERT.

Het enige antwoord dat ik voorlopig aanvaard is ........ MEN WEET HET (NOG) NIET !

[Regor]

@wnvl1,

Sorry voor de "uppercase" ..... het bloed "kruipt "waar het niet "gaan " kan

[Regor]

@wnvl1,

Even een lichte afwijking op de topic.
Als het gaat over statische elektriciteit / lading ....... een glazen staaf over de pels van een kat wrijven .... welke deeltjes in de glazen staaf worden dan geladen ? .... elementaire deeltjes, of atomen of moleculen ?En hoe "bevatten" die dan de "lading" ?

Ben benieuwd !

[HansH]

Het zijn de atomen of atomen als onderdeel van moleculen die worden geladen. met het wrijven over het materiaal verplaats je de negatief geladen elektronen waardoor er dan gebieden met positieve (te weinig elektronen) en negatieve lading (teveel elektronen) ontstaan.

[Regor]

@HansH,

Ok, en waarom gebeurt dat niet als ik de glazen staaf over een steen wrijf die geisoleerd ligt ?

[HansH]

@HansH,

Ok, en waarom gebeurt dat niet als ik de glazen staaf over een steen wrijf die geisoleerd ligt ?

voor statische elektriciteit dia via onderlinge wrijving wordt overgebracht heb je goed isolerend materiaal nodig en 2 verschillende materialen die de lektronen met verschillende kracht aan zich binden.

maar je kunt ook kunstmatig statische elektriciteit op iets aanbrengen bv op 2 metalen bollen die goed geisoleerd opgesteld staan. met een hoogspanningsbron kun je dan lading aanbrengen op zo'n bol en die kan er dan niet meer vanaf als de bol geisoleerd opgesteld is.

[Regor]

@HansH,

oK, genoegzaam bekend.
Maar niemand weet blijkbaar wat "lading" in wezen fundamenteel is.