Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 1

Wer ist am schnellsten?

Manfred JeitlerInstitut für Hochenergiephysik

der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

und CERN

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Ich bin

Manfred und das ist

das eilige Kaninchen aus “Alice im Wunderland”

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ich bin Physiker

und zwar „Elementarteilchenphysiker“

ich arbeite an einem „Teilchenbeschleuniger“ in der Schweiz

für ein österreichisches Institut:

Wer bin ich?

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„Elementarteilchen“ sind meistens sehr schnell

und darum will ich Euch etwas von Geschwindigkeit erzählen

Und was erzähle ich Euch?

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wie misst man Geschwindigkeit?

Kilometer pro Stunde (km/h)

oder Meter pro Sekunde (m/s)

oder irgendeine Länge durch irgendeine Zeit

Was heißt „Geschwindigkeit“?

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gehen laufen

4 km/h 20 km/h

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radfahren

40 km/h

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Auto

100 km/h

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Flugzeug

1000 km/h

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Rakete

30000 km/h

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Geht es noch schneller?

Schall

Raketen sind schneller und sogar manche Flugzeuge 300 Meter pro Sekunde 1000 km / h

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“Schallmauer” die meisten Flugzeuge fliegen mit knapp 1000 km / h knapp langsamer als der Schall

die Schallmauer durchstoßen ist schwierig !

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Geht es noch schneller?

Licht

viel schneller es gibt nichts schnelleres ! 300 000 km pro Sekunde eine Milliarde km / h

– 1 000 000 000 km / h

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je näher man der Lichtgeschwindigkeit kommt, umso mehr Energie braucht man, um noch schneller zu werden

Warum fliegt nichts schneller als das Licht?

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Warum fliegt nichts schneller als das Licht?

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Ganz schön langsam!

350 km/h

Licht: 1 000 000 000 km/h(drei Millionen Mal schneller!)

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Ganz schön langsam!

0,003 km/h 350 km/h

Licht: 1 000 000 000 km/hdrei Millionen Mal schneller

als das Rennauto

100 000 Mal schneller

als die Schnecke

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Um mit einem Auto knapp an die Lichtgeschwindigkeit zu kommen (90%), müsstest du um 100’000’000’000 € tanken

Warum fliegt nichts schneller als das Licht?

bitte volltanken um100’000’000’000 € !

100 Milliarden Euro Energie von 100’000 Atombomben!

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Myonen in einer Funkenkammer

Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 2121Polarlicht (Nordlicht)

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das Myon lebt 0,000 002 Sekunden– im Mittel– danach „zerfällt“ es

Myonen entstehen hoch in der Atmosphäre – durch kosmische Strahlung– zehntausende Kilometer hoch

nichts fliegt schneller als das Licht– 300 000 km / s

aber 300 000 × 0,000 002 = 0,6 !– dann könnten also die Myonen nur 600 Meter weit fliegen

aber wie kommen sie dann bis auf die Erde herunter?

Schnell genug?

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Die Zeit vergeht langsamer, wenn man schnell ist!

aber man muss schon wirklich fast so schnell wie das Licht sein sonst ist es sehr schwer zu messen

– mit sehr genauen Uhren (Atomuhren) in Flugzeugen hat man das schon ausprobiert

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Die Zeit vergeht langsamer, wenn man schnell ist!

wenn man ganz nahe an die Lichtgeschwindigkeit kommt, vergeht die Zeit ganz langsam!

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Könnten wir je zu fernen Sternen fliegen?

Stern Deneb (Sternbild Schwan): 1550 Lichtjahre entfernt

Mit einer sehr schnellen Rakete schon

Aber der Omama kannst Du nicht mehr davon erzählen ... und auch nicht deinen Urgroßneffen

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Zwillingsparadoxon

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Zwillingsparadoxon

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Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit

Olaf Römer: Jupitermonde

Lichtgeschwindigkeit zum ersten Malgemessen

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Michelson: “Interferometer”

– die Licht- geschwindig-keit ist in allen Systemen gleich!

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Viel Spaß und ...

... nicht zu schnell!