Bis zu welcher Ordnungszahl konnten sie im Standardmodell genau modellieren?

Ich bin Elektrotechniker. Ich habe nur ein bisschen moderne Physik mitgenommen. Ein Einführungskurs im zweiten Studienjahr und ein Kurs in Festkörperphysik, ich glaube, ich habe auch einen Kurs in Astrophysik belegt. Aber kein Physik-Hauptkurs in QM oder Teilchenphysik. Im festen Zustand haben wir das Teilchen in einer Box und ein Teilchen mit einer endlichen potentiellen Energiebarriere gemacht.

Neben dem Teilchen in einer Kiste und dem Arta-Pendelmodell (Oszillator) und dem Teilchen und einer Barriere habe ich Schrödingers Gleichung auf das Wasserstoffatom angewendet gesehen, und das war mathematisch ziemlich zickig.

Welche Atome kann also das Standardmodell mit seinen 25 Naturkonstanten (nach John Baez ) genau modellieren? Ich nehme an, wir haben Helium und vielleicht Lithium gemacht, ich weiß nicht.

Was ist die höchste Ordnungszahl von Atomen, die sie wirklich gut quantitativ modelliert haben?

Wenn diese Liste Kohlenstoff und Sauerstoff enthält (was ich nicht erwarten würde), dann habe ich eine Frage zu diesem Triple-Alpha-Prozess .

Darf ich also zusätzlich fragen, ob jemand, der das Standardmodell verwendet, in der Lage war, in einem Computer das „Kochen von Elementen“ zu simulieren , das in Sternen durchgeführt wird? wie eine Simulation von Beryllium und Helium, die zu Kohlenstoff gekocht werden (mit einem angeregten Zustand)?

Ich habe versucht, Ihnen unten zu antworten, aber in Bezug auf den Triple-Alpha-Prozess scheint er nicht mit dem Standardmodell verwandt zu sein. Der Triple-Alpha-Prozess wurde experimentell gefunden, und Kerne auf dieser Energieskala werden wahrscheinlich am besten nicht-relativistisch beschrieben, daher ist "das Standardmodell" nicht das richtige Werkzeug für diese Aufgabe. Gehen Sie zum Beispiel zu 14.12.3 auf eng.famu.fsu.edu/~dommelen/quantum/style_a/ntsm.html , um das auf Oxygen angewendete Schalenmodell zu sehen. Ich schätze, das ist gut genug, um auch verschiedene Details von Triple Alpha zu modellieren.
irgendwie diese Energieniveaus für den ersten angeregten Zustand 12 C von 7,656 MeV und die Energieniveaus für die Grundzustände von 8 B e Und 4 H e sollten aus der grundlegenden Physik und Beschreibung der Atome abgeleitet werden können, so dass die experimentellen Ergebnisse das theoretische Ergebnis bestätigen. welche Physik würde dies regeln. ziemlich genau, ich dachte, dass wir gelesen haben, dass die gesamte Realität (die wir kennen) entweder durch SM oder GR beschrieben wird und dies nicht GR ist.
Sie sprechen jetzt im Grunde von einem Rechenproblem. Wir haben keine Beweise für weitere Wechselwirkungen in der Natur über SU(3)xSU(2)xU(1) und Schwerkraft hinaus, aber das bedeutet nicht, dass wir tatsächlich jedes einzelne Energieniveau in einem komplizierten System wie einem Kohlenstoffatom von Anfang an vorhersagen können Prinzipien. Es ist ein bisschen so, als würde man einen Mikrobiologen bitten, die grundlegenden Ernährungsbedürfnisse eines Menschen abzuleiten. Ja, wir haben im Prinzip alle grundlegenden Informationen , aber es ist zu schwierig, sie in einem endlichen Zeitraum oder mit aktuellen Techniken zu berechnen.
okay, dieser letzte Kommentar Adresse und beantwortet meine Frage. also können wir (noch) nicht tun, was ich für Kohlenstoff angefragt habe. Ich bin mir ziemlich sicher, dass wir in der Lage waren, Energieniveaus einiger kleinerer Atome abzuleiten, oder?

Antworten (1)

Ein sehr pauschaler Überblick einer Antwort - das Standardmodell beschreibt nicht wirklich nukleare Wechselwirkungen. Wenn Sie über das Teilchen in der Box und die Schrödinger-Gleichungen sprechen, sind die das nichtwas die meisten Menschen als "das Standardmodell" bezeichnen würden. Das Standardmodell beschreibt grundlegende Wechselwirkungen – zwischen Quarks, Gluonen, Leptonen (Elektronen) und krafttragenden Bosonen (W, Z und Higgs). Um den Kern eines Atoms von Grund auf zu beschreiben, müssten wir das zumindest mit Proton und Neutron können – was bis vor kurzem nicht möglich war, weil wir ihren genauen Teilchengehalt nicht kannten. Jetzt ist es mit Gitter-QCD (einer bestimmten ungefähren numerischen Technik) möglich, sowohl Protonen, Neutronen als auch andere einfache Baryonen zu modellieren (siehe den Link zum Papier in den Kommentaren unten). "Ist Gitter-QCD Teil des Standardmodells?" ist eine Frage, die den Rahmen meiner Antwort sprengt.

Das ist also eine wörtliche Interpretation Ihrer Frage, wobei "Das Standardmodell" als erste Prinzipien + Konstanten (25 davon nach einer Buchhaltung) angesehen wird. Aber wenn wir dazu einige bestimmte Annäherungen hinzufügen, können wir Kerne erhalten, und wenn wir zu dieser effektiven Feldtheorie + Teilchengehalt hinzufügen, die die Grundlage für Nuklearmodelle bilden (z. B. Flüssigkeitstropfen und -hülle), können wir einen erheblichen Teil genau beschreiben des Periodensystems.

Was bedeutet „erheblicher Anteil“? Nun, das hängt auch davon ab, was Sie mit "genau" meinen, aber zum Beispiel gibt es ein Paket namens "FLYCHK" (von dem ich gerade von Google erfahren habe), das Plasmen von Atomen bis zu Z = 26 (Eisen) modellieren kann.

du hast falsch verstanden was ich sagen wollte. Die Shrodinger-Gleichung ist QM. aber ist QM nicht Teil des Standardmodells? oder etwas, das sich auf QM reduziert? weil ich immer wieder lese, dass das standardmodell die aktuelle beschreibung von allem atomaren und subatomaren ist. Ich war mir sicher, dass QM Teil des Standardmodells ist.
Nun, ich würde QM als eine Reihe von Prinzipien betrachten, während "das Standardmodell" eine Reihe von Prinzipien plus fundamentale Konstanten plus Symmetrien ist. Aber als Prinzipiensammlung reduziert sich SM in angemessenen Grenzen auf QM. Ich habe Ihre Frage so interpretiert, dass sie nach Grundprinzipien fragt, und wir können keine Atome aus Grundprinzipien beschreiben, da wir das Parton-Modell für das Proton verwenden müssen, das aus experimentellen Beweisen und der Phänomenologie stammt.
Der Klarheit halber hätte ich die "Quantenfeldtheorie" (QFT) als den Satz von Prinzipien verwenden sollen, der sich in den entsprechenden Grenzen auf QM reduziert. Fügen Sie Partikelinhalt zu QFT hinzu, erhalten Sie das Standardmodell, und wenn Sie Partikelinhalt zu QM hinzufügen, erhalten Sie Modelle in der Kernphysik.
Danke. Ist es nun möglich, Kohlenstoffatome mit QFT quantitativ zu modellieren, oder ist dieses Atom mit all seinen Teilchen zu gewaltig, um es zu modellieren?
Können wir im Grunde genommen ein Proton ab-initio in QFT modellieren? science.sciencemag.org/content/347/6229/1452
@WillyBillyWilliams Ah großartig! Ich kenne dieses Projekt, aber nicht seinen Erfolg. Ich kann also meine Aussagen ändern, um die Modellierung sowohl von Kernen als auch von einfachen Baryonen einzubeziehen!
@robertbristow-johnson: Ich werde meine Antwort in Kürze auf der Grundlage des oben verlinkten Artikels ändern, aber es scheint, dass wir zwar Protonen, Neutronen und einfache Baryonen mit QFT (technisch Gitter-QCD) modellieren können, aber so etwas wie a nicht modellieren können Kohlenstoffatom.
Bis zu welcher Ordnungszahl konnten sie im Standardmodell genau modellieren?
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