Struktron oder structron anstelle von Atom

Seit Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts wissen wir, dass die kleinen Materieteilchen, die wir Atome nennen, teilbar sind, der Name also nicht gerechtfertigt ist. Feinere Teilbarkeit und die Notwendigkeit, zur mathematischen Beschreibung neue Methoden anzuwenden, führten zur heutigen Standardphysik, welche die Standardmodelle der Elementarteilchen und der Kosmologie umfasst. Beide können mit ihren vielfältigen Theorien beobachtbare Phänomene in deren Gültigkeitsbereichen beschreiben. Die Frage, weshalb diese Ansätze gelten und was das dahinter steckende Etwas ist, kann und will die heutige Physik nicht beantworten.

Der momentan überwiegende Glaube an unendlich fein teilbare Materie, die sich mathematisch effektiv durch Felder beschreiben lässt, scheint nicht mehr unanfechtbar, weil:
- die Newtonsche infinitesimale Beschreibung von Bewegungsänderungen keinen tieferen Grund für die zweiten Ableitungen kennt (vgl. Einleitung Bjorken-Drell II S.15),
- moderne Beschreibungsmethoden wie Pfadintegrale oder Operatortheorie darauf aufbauen,
- beobachtete Kopplungen (Wechselwirkungen) auch mit atomistischen Modellen, beispielsweise vom Le Sage Typ, erklärt werden können (Gegenargumente wie notwendige Aufheizung können durch mögliche Elementarteilchenbildung entkräftet werden),
- Ansätze zur axiomatischen Ableitung der Methoden der Standardphysik existieren, wie beispielsweise die thermische Interpretation, die auf effektiven Theorien und Ensembles basieren,
- es mittlerweile durch mögliche Computer-Simulationen gelungen ist, auch große Teilchenzahlen zu beherrschen.

Das sind genügend Gründe, um versuchsweise ein Modell mit kleinsten Objekten (vgl. auch 2009-Zahlen.pdf), also echten Atomen, etwas näher zu untersuchen (vgl. Historie). Auch ohne, dass dieses allgemein akzeptiert wird, sollte irgend wann der Name für die Bausteine der uns umgebenden Materie geändert werden. Geeignet wäre der Name Struktron oder structron vom lateinischen structura = ordentliche Zusammenfügung. Der Begriff Atom vom griechischen atomo = unteilbar sollte wieder für die hypothetischen unteilbaren Objekte verwendet werden.
- Der aktuelle Ansatz für eine diskrete Erweiterung der Standardphysik ist das Diskrete Objekte Modell (aktueller und besser lesbar: HKM.pdf).

- Vorher wurde vor allem verbal und skizzenhaft eine Vorstellung davon entwickelt, wie mit der einfachen Annahme der Existenz von diskreten Objekten mit der sehr einfachen Wechselwirkung des Geschwindigkeitstauschs in Richtung der Berührpunktnormale die wichtigsten Strukturbildungen erklärt werden könnten. Das wurde in

"Struktur und Dynamik der Materie im Uratom-Modell" untersucht und führte dann zu Verhalten eines einfachen Gases harter Kugeln. Angenommene

(Ur-) Atome bzw. kleinste diskrete Objekte, werden dabei als einfache Kugeln behandelt.
Daraus entstand unter Zuhilfenahme des Computer Algebra Systems Mathcad eine Beschreibung einfacher Stöße mit Stoßtransformationen, welche für vielfältige Untersuchungen eingesetzt werden können.

Beispiele für bisher im ortslosen Gas untersuchte Phänomene sind die
- Erzeugung der Maxwell-Boltzmannschen Geschwindigkeitsverteilung aus beliebigen Anfangsgeschwindigkeiten durch einfache Stöße (Thermalisierung)

- und die Erzeugung eines Zahlenwertes nahe der Feinstrukturkonstante (aktueller Stand der Simulationen zum Nachvollziehen mit funktionsfähigem Mathcad-Arbeitsblatt), welcher unter Vernachlässigung der noch offenen physikalischen Erklärung einer Korrektur (Einfluss vorhergehender Stöße) für die Rückkopplung, als wichtige Entdeckung und starker Hinweis für die Existenz diskreter Objekte im Vakuum angesehen werden kann.

Nach dem Algorithmus von de Vries wird die Feinstrukturkonstante exakt berechnet, sie ist demnach auch eine mathematische Konstante. Im Mathcad-Arbeitsblatt ergibt die Verwendung von Geschwindigkeitsbetragsänderungen mit beliebigem Anfangswert 0.00001 < alpha < 10 damit den exakten Wert:

exakter Wert der FSK mit Mathcad Prime 2.0

Nach de Vries ergibt sich mit dem ganz einfachen Algorithmus (Anleitung im als Textdatei zu öffnenden alpha.py): 0.00729735256865.
Mit diesem, von Luke Leighton etwas abgewandelten Algorithmus ergibt sich mit Python 2.7.6 der Wert noch genauer:

0.0072973525686538592491259258565605705371126532554626 (CODATA-Wert aktuell 0.0072973525698(24) also in Toleranz)

Nur andeutungsweise skizziert und in einer nicht mehr ortslosen diskreten Erweiterung der Standardphysik erklärbar, sind die
- Erzeugung einer konstanten Größe h als Durchschnittswert, auch schon in sehr kleinen Teilbereichen, des HKG und die
- Erzeugung der konstanten Lichtgeschwindigkeit c mit daraus folgender Gültigkeit der Relativitätstheorie. Beide Phänomene können dabei nicht mehr auf die bisherige lokale Betrachtung beschränkt bleiben.

- Alle in die Standardmodelle der Physik und der Kosmologie eingehenden Parameter bzw. Naturkonstanten sollten, wie die Feinstrukturkonstante, ebenfalls hergeleitet werden können.
- Dem erfolgreichen Weg des vorigen Jahrhunderts folgend, könnten der Schrödingergleichung, der Klein-Gordon-Gleichung und dann der Dirac-Gleichung diskrete Objekte so zugeordnet werden, dass diese die einzigen strukturbildenden Objekte im Substrat des Universums wären.
- Damit könnten dann eventuell für die QED und die QCD neue Rechenmethoden gefunden und die durch Selbstorganisation entstehenden Strukturen (Elementarteilchen) anschaulich erklärbar werden.
- Beinahe in Vergessenheit geratene Lösungs- und Denkansätze ähnlich der Lorentzschen Äthertheorie oder der Le-Sage-Gravitation könnten eine Renaissance erleben.

- Eine Alternative zur Standardkosmologie mit dem Urknall ist wegen der Erzeugungsmöglichkeit der Hintergrundstrahlung im Substrat des Vakuums der näheren Umgebung naheliegend. Schon im Szenario der diskreten Erweiterung des Standardmodells wird auf die Interpretationsmöglichkeit von dunkler Materie als Verwirbelung in diesem Substrat und der dunklen Energie als Erhöhung der Durchschnittsgeschwindigkeit in der Umgebung von Materieansammlungen hingewiesen.

All diese Ideen erfordern weltweite Großprojekte mit erheblichen Anstrengungen zur experimentellen Untermauerung erwarteter theoretischer Ergebnisse.

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Stichworte (Ende)

Wiese, Albert Lothar: Diskrete Erweiterung der Standardphysik, http://struktron.de, Porec/ Sarajevo 2000-2013
Uratom (Anfang)