Lach Forum

Hallo liebe Freunde der wissenschaftlichen Unterhaltung.

Da es in letzter Zeit wenige Fragen gab, bei denen ich helfen konnte, habe ich mich entschlossen, euch mit den interessanten und lustigen Details der Konstruktion eines Multi-Millionen Dollar Detektors zu unterhalten.

In einem solchen Detektor bestimmt man den Impuls eines geladenen Teilchens (Impuls ist sowas wie die Wupptizität eines Teilchens ), indem man es durch ein Magnetfeld fliegen lässt. Aus der Krümmung der Bahn kann man den Impuls berechnen (So ähnlich macht man es beim traditionellen Röhrenfernseher...)
Nun braucht man in einem so großen Detektor, mit Teilchen die eine riesige Wupptizität haben, ein entsprechend starkes Magnetfeld. Dafür baut man dann eben einen Magneten, der alleine mal 280 Tonnen wiegt.
So weit, so gut. Wenn dieses Ding dann fertig ist, will man natürlich auch sehen, ob es das tut, was es tun soll. Das wäre, ein tierisch starkes Magnetfeld zu erzeugen (max. 4 Tesla, für diejenigen, denen das was sagt...), welches nach aussen sehr schnell sehr schwach wird. Wenn es das nämlich nicht wird, zieht es nämlich alles magnetische Metall in der 45 x 30 x 30 m^3 grossen Kaverne an. Das wäre schlecht.
Also holt man alle Leute aus der Kaverne raus, schaltet den Magneten an und misst die Feldstärke. Was man offenbar nicht zu bedenken braucht ist, ob nicht doch ein wenig Feld nach aussen dringt und somit eine Kraft auf den etwa 7000 Tonnen schweren Rest des Detektors ausübt. Ausserdem braucht man sich auch keine Gedanken zu machen, ob der 15m hohe, 5m breite Magnet auch sicher befestigt ist.
Diejenigen von euch, die mich kennen, wissen schon, was passiert. Natürlich, der Magnet bewegt sich. Eine Kraft irgendwo zwischen 20 und 45 Tonnen zieht ihn auf den Rest des Detektors zu. Das hat zur Folge, dass der 280 Tonnen schwere Magnet 8 cm lange Kratzer auf den Schienen hinterlässt, entlang derer er sich auf das riesige Kühlgefäß zubewegt, welches zwischen ihm und dem Detektor steht! (Man stelle sich mal die Kräfte vor, die hier wirken...) Dieses schafft es auch letztlich, die Leute im Kontrollraum davon in Kenntnis zu setzen, dass was nicht stimmt. Der tanzende Magnet hat nämlich eine der Kühlmittelleitungen beschädigt, durch die flüssiges Argon (Siedepunkt bei Atmosphärendruck -185,8 °C) geleitet wird. Einige tausend Liter davon befinden sich in besagtem Kühlgefäß...
Die beschädigte Kühlleitung tut, was sie tun muss, und löst einen Alarm aus. Dieser Alarm ist es, der die Magnetfahrer dazu veranlasst, den Magneten dann doch mal abzuschalten, bevor er sich gemütlich an den Detektor schmiegen kann...
Das sind so die alltägliche Kleinigkeiten, die einen darüber nachdenken lassen, ob man wohl wirklich der einzige Mensch ist, der noch irgendeine Verbindung zur Erde hat und sich ein wenig Gedanken macht, bevor man irgendwas potenziell gefährliches tut. Wenn man dann allerdings im Labor steht, und gerade mit viel Glück einem ziemlich teuren Fehler entkommt, ist das doch etwas frustrierend...

Äh ja, bei hat sich mein wissenschaftliche Verständnis leider in Wohlgefallen aufgelöst.

Dennoch hab ich alles genau gelesen (drei Mal, so konnt ich wenigstens erkennen, dass der Doktor die deutsche Sprache für seinen Text verwendet hat).
Inzwischen ist es mir klar. Wupptizität hat was mit einem Magnetfeld zu tun. Liegt ja auch nahe. Als ich noch klein war und das erste Mal einen Magneten in der Hand hielt, entlockte mir die Anziehungskraft des lustigen Spielzeuges auf Eisenmetalle ein entzücktes WUPP.

Also ihr habt einen 280 Tonnen-Magneten so mir nix dir nix angemacht. So was tut man doch nicht ohne die Konsequenzen zu beachten. Ein mächtiger Magnet der angemacht wird, fühlt sich auch mächtig zu den Dingen seiner Begierde angezogen. Und weil der Detektor ihm die kalte Schulter gezeigt hat (Kunststück, wenn Flüssigargon durch seine Adern rinnt), wollt ihm der arme einsame Magnet einfach ein wenig näher sein.
Überraschenderweise begann der Magnet dann mit seinem Balzverhalten. Er tanzte um den Detektor rum. Und weil auch kein Baum in der Nähe stand (die habt ihr Wissenschaftler sicher alle abholzen lassen) gravierte der einsame Magnet seine Initialen mit einem schmucken Herzchen eben ins nächste Teil, das im hierfür passend erschien.
Waren dann eben Eisenschienen. Aber davon lässt sich ein verliebter Magnet auch nicht abhalten.

Und was macht ihr? Anstelle den Magneten seine Liebe explosionsartig in die Atmosphäre entweichen zu lassen, schaltet ihr ihn einfach wieder ab.
Coitus Magneticus interuptus, um es im lateinischen Fachausdruck zu sagen.

Doktor Thork, es ist doch Weihnachten. Das Fest der Liebe und der Vergebung. Lasst also der Natur freien Lauf und berauscht euch daran, was ein Magnet, trunken vor Liebe, mit so einem Detektor alles machen kann.

Bin mir ganz ganz sicher, so was habt ihr auch noch nie gesehen. Darum: ANMACHEN UND GENIESSEN!

Oder sollte ich tatsächlich da was falsch verstanden haben?

Du siehst das schon ganz richtig, mein lieber Ago. Eigentlich bin ich ja auch für freie Liebe zwischen Magneten und diesem ganzen 68er Kram. Das geht aber alles nur so lange gut, wie der Magnet nicht in seinem Reigen meinen geliebten Pixeldetektor beschädigt. Der ist nämlich klein und zierlich und steht nicht so auf große, laute, rumpöbelnde Magneten. Bei sowas tendiert er dazu, in tausend Stücke zu gehen.
Was sehr schade wäre, dann wäre ich nämlich arbeitslos und damit ein Sozialschmarotzer in der ach so toleranten Schweiz. Müsste mich wahrscheinlich sputen, so bald wie möglich neutrales Staatsgebiet zu erreichen, bevor ich als schwarzes Schaf gebrandmarkt würde. Und obwohl die Franzosen ein paar gute Weine und Käse haben, würde ich doch nicht gerne für immer dort stranden. Ich hab einfach Mitleid mit den kleinen Fröschen. (Ich hoffe, ich kann das so stehen lassen, und muss die Anspielung nicht erklären...)

Was meine etwas länglich geratenen Sätze betrifft, so ist das eine Eigenart, die mir besonders beim Verfassen meiner Dissertation in englischer Sprache, selbst aufgefallen ist, da der durchschnittliche Amerikaner einfach nicht die Aufmerksamkeitsspanne hat, die nötig ist, um einen Satz mit mehr als einem Komma zu verstehen. (Den Satz noch länger zu machen, würde ihn gezwungen klingen lassen. Aber ihr versteht schon, was ich meine...)
Aber es ist eben manchmal so, dass man, um einen Satz verständlich zu machen, noch etwas extra Information zur Verfügung stellen muss. Und da ich nicht sehr geschickt im formulieren bin (wer hätte das gedacht...), folgen die drei Sätze, die ich statt einem schreiben muss, immer dem Schema F (in diesem Fall: Subjekt, Prädikat, Objekt). Und das liest und schreibt sich irgendwann einfach langweilig.
Aber da hab ich ja in meinem Kaiser eigentlich einen hervorragenden Lehrer zur Hand...

P.S.: Die Kommasetzung in diesem Beitrag unterliegt weder ganz der neuen, noch ganz der alten deutschen Rechtschreibung. Vielmehr setze ich Kommata intuitiv und an den Stellen, wo ich beim lesen Luft (oder Bier) holen müsste.

Tanzende Magnete, da hab ich an eine ganz andere Größenordnung gedacht. Mehr so kleine lustige Physiker-Spielereien, aber keine 280 Tonnen Magnete.

Kannste mal sehen. Wenn wir was bauen, dann richtig

Nach dem Thread Titel dachte ich ja erst, toll da kommt was vom Thork mit tanzenden Magneten, das kannste den Kindern zu Hause mal vorführen.

Die Große hat ja gerade erst den Kompass in der Schule gehabt, dann passt das schon und die Kinder werden sich freuen.

Wenn du mal was spannendes vorführen willst, das mit Magnetismus zu tun hat (aber hauptsächlich Spass für die Kinder ist, Theorie ist etwas kompliziert), kann ich dir helfen.

Man nehme eine Spule (zum Beispiel irgendwelchen Draht um eine leere Klorolle gewickelt), die Du an eine ein- und ausschaltbare Gleichstromquelle anschließt (Batterie mit Schalter). Am besten ist es, wenn innerhalb der Spule ein Eisenkern (oder ein sonstiges ferromagnetisches Metall) steht. Dann legst du einen Ring aus Aluminium um den Kern, über die Spule.
Wenn du jetzt den Strom durch die Spule einschaltest, wird eine starke Änderung des Magnetfeldes der Spule erzeugt, welches durch den Eisenkern nach aussen transportiert wird und den Aluring durchsetzt. Dies induziert einen Wirbelstrom im Alu, der seinerseits ein Magnetfeld erzeugt, welches seiner Ursache (dem Feld der Spule) entgegenwirkt. Die beiden Felder stossen sich also ab, der Ring bewegt sich.
Wenn die Feldänderung durch die Spule gross genug ist (viele Spulenwindungen, starker Strom), kannst du den Ring damit richtig hochschießen.
Damit kann man auch noch mehr Sachen machen. Zum Beispiel müsste der Ring eigentlich oberhalb der Spule irgendwo zum Schweben kommen. Wenn man dann versucht, ihn runterzudrücken, merkt man dass er warm wird (Vorsicht: Kann wirklich heiss werden).

Hä? versteh ich nich, um den Kern (innerhalb der Spule) über die Spule?! Hä^^ der Rest ist mir klar, aber mir so einfachem Zeugs komm ich nicht klar.


Warum betnutz man zur K+hlung eigentlich Argon? Man benutzt das ja auch zB oft zur Brandbekämpfung, dass man nen raum mit Argon flutet. Warum immer Argon? Was kann das tolles?

gruß Jamo

Da hast du Ursache und Wirkung vertauscht, mein lieber Jamo.
Man benutzt hier Argon, weil es ein Szintillator ist. Das heisst, es erzeugt einen Lichtblitz, wenn es von einem geladenen Teilchen durchquert wird. Und da man die Dichte des Argons gross haben will, muss man es flüssig machen.
Voila: flüssiges Argon

Wahrscheinlich wird es zur Brandbekämpfung eingesetzt, weil es als Gas schwerer als Luft ist und somit die Flamme vom Sauerstoff abschneidet. Das macht ein Leck in einem mit so viel flüssigem Argon gefüllten Behälter doppelt gefährlich: Nicht nur, dass man von der Flüssigkeit schockgefroren wird. Wenn man erstmal wieder aufgetaut ist, erstickt man leider dran. Deshalb will man das eigentlich vermeiden (ganz zu schweigen davon, wie teuer das Scheisszeug ist...)

Ja, das ist wohl wahr. Aber ich dachte ihr benutzt es zu Kühlung, aber nun gut, verlesen vermutlich^^
Aber zB bei der Brandbekämpfung könnte man ja auch einige andere Gase nehmen,m die garantiert billiger wären....

ah.. mir ist grad was aufgefallen, ich hab das mit argentum (silber) verwechselt
Hatte mich auch schon gewundert

Hm reine, Argon-Löscher sind eigentlich sehr selten. Das Scheißzeug, wie sich der Doktor zu seinem lieben Vieh so schön auszudrücken vermochte, ist schweineteuer. Nebenbei ist auch die Lagerung nicht gerade unproblematisch. Argon-Behältnisse stehen, meines Wissens nach, unter immensen Druck. Diese haben bei Hitze die unangenehme Eigenart, sich über mehrere Quadratkilometer flächendeckend zu verteilen.
Darum werden meist auch Stickstoff (billig) und/oder Kohlendioxid-Löscher eingesetzt.
Früher verwendete man auch Halon, da das aber ein klimaschädliches Gas ist, welches die Ozonschicht direkt angreift, hat man davon schon vor einiger Zeit Abstand genommen.
Argon hat aber den Vorteil, dass es über weite Strecken geworfen werden kann. (Weil es schwerer als Luft ist.) Darum verwendet man auch meistens eine Mischung aus Stickstoff, Kohlendioxid und Argon zur Brandbekämpfung. Zumeist findet man diese Dinger in der chemischen bzw. pharmakologischen Industrie als mobile Bekämpfungsstationen.
Reine Stickstofflöscher haben ihr Einsatzgebiet in der Schwerindustrie (Öllöscher) gefunden, Kohlendioxid-Löscher werden zumeist in der Lebensmittelbranche verwendet.

LM Agnostiker

Jo, das mit Stickstoff warmir auch bekannt. Aber bei Wiki steht zB auch bei Argon dass es sehr oft als Brandlöscher benutzt wird. aber kann natürlich durchaus sein, dass es dabei um gemische aus verschiedenen gasen geht. Wobei ich dann allerdings einfach EIN gas nehmen würde.... naja, man solte ja meinen die Leute wissen was sie da tun

und wer löst nun dieses rätsel?? ich muss mich da nämlich jamo anschließen ... hatte dieses expriment zwar mal vor jahren in der schule, aber ihr wisst ja, der alzheimer

Das Rätsel sollte ganz einfach zu lösen sein, wenn ich statt 'über' 'oberhalb' schreibe.
Man kann sich einfach ein kleines Türmchen vorstellen, bei dem das Erdgeschoss die Spule ist, der erste Stock der Alu-Ring und die Wendeltreppe in der Mitte der Eisenkern...
Klar?

Jetzt redet der Doktor auch noch von einem Pixeldetektor. Um Pixelfehler auf meinem TFT zu erkennen, brauch ich eigentlich nie nicht einen Detektor. Die seh ich auch so. Und weil mir die dann ganz mächtig auf die Testikel gehen, folgen zumeist auf Pixelfehler großangelegte Fallstudien des betroffenen Teiles. (Und hierfür braucht es auch keinen verliebten Magneten, dass kannst du mir echt glauben.)
Üblicherweise vermehren sich die Pixelfehler dann exponentiell zu der Fallhöhe des TFT.
(Wissenschaftlicher geht es kaum.)



Nur keine Angst. Österreich ist Neutral. Als ich letztens auf der Landkarte nachgesehen habe, grenzte die Schweiz noch an Good old Austria. Wär übrigens mal was anderes. Thork, der erste Wirtschaftsflüchtling aus der Schweiz. Das haben die Eidgenossen nun davon, dass sie nicht der Europäischen Unfähigkeit, oder wie EU sonst ausgeschrieben heißt, beigetreten sind.
Doch ACHTUNG: "The world in Vorarlberg is too small" (Ich seh Kinski schon vor lachen am Boden liegen.)

Sah übrigens letztens einen interessanten Bericht über die Abstoßeigenschaften eines auf fast absoluten Nullpunkt gekühlten Irgendwas. Das kleine Ding schwebte einfach über eine Stahlschiene ohne bei einer 180 Grad Drehung der Schiene runter zu fallen. Fand das faszinierend und wollt das sofort daheim nachspielen. Doch leider schaff ich es partout nicht meinen Kühlschrank auf die erforderlichen Minus-Temperaturen einzustellen.
Hast du da eine Idee???

Tja, das mit der Supraleitung ist so eine Sache. Passt übrigens auch hervorragend in diesen Thread, da der betreffende Magnet auch supraleitend ist. Da haben sie's sich ganz einfach gemacht: erstmal ein bisschen flüssigen Stickstoff rein, dann wird die ganze Angelegenheit schonmal angenehm frisch (so ungefähr -195,8°C). Da kann man auch ganz tolle andere Sachen mit machen. Man kann sich den zum Beispiel über die Finger gießen. Klingt bescheuert, ist aber so. (Der Stickstoff verdunstet sehr schnell. Wenn er sich also der warmen Hand nähert, bildet sich eine Dampfschicht über der Haut und man kann kleine Tropfen Stickstoff darüber laufen sehen. Aber Vorsicht, nicht über die Klamotten kippen. Die nehmen den kalten Dampf auf, kühlen )
Wenn dann der Magnet (oder der Kühlschrank von Ago) genügend abgekühlt ist, kann man dazu übergehen, mit flüssigem Helium weiterzumachen. Nun muss man mit Helium etwas vorsichtig sein. Nicht nur, dass es schweinekalt ist (-268,93°C), es ist auch nicht ganz so günstig wie Stickstoff (wie man sich leicht vorstellen kann, wenn man weiss, dass Stickstoff 78% von Luft ausmacht, Helium aber gerade mal als Spurengas vorkommt).
Wenn nun die Schiene, die der liebe Ago benutzt aus dem richtigen Material besteht, zum Beispiel einer Niob-Titan-Legierung, ist sie jetzt supraleitend. Ein Magnetfeld kann nicht mehr in das Material eindringen (wäre ja auch noch schöner, bei der Kälte...). Jetzt kann der liebe Ago seine Spielereien mit dem Magneten über der Schiene machen.
Zu kompliziert/teuer/viel Arbeit? Naja, musst du halt Physiker werden. Wir werden für solche Spielereien sogar bezahlt...

ich wusste es doch ich hab eindeutig den falschen job

Hmmm...das klingt alles nach Grundlagenforschung, nur frage ich mich: Für was eigentlich?
Für was sind die Erkenntnisse, die man mit diesem Detektor - wenn er denn mal funktioniert - denn nützlich? Größere Fernseher, schnellere Autos oder gar Instant-Softeis????

Du hast Recht, Gabriel, das ist Grundlagenforschung. Und wie der Name schon sagt, geht es darum, die Grundlagen zu erforschen. 'Was die Welt im Innersten zusammenhält' könnte man fast sagen.
Und weil es eben Grundlagenforschung ist, muss per Definition nichts anderes als ein tieferes Verständnis der Welt in der wir leben dabei rauskommen.
So werden wir hoffentlich Antworten auf Fragen finden wie:
- Woher kommt eigentlich Masse? (Und hier ist nicht die Masse rund um die Körpermitte gemeint. Wo die herkommt haben amerikanische Forscher letztes Jahr entdeckt...)
- Wieso haben die Naturkonstanten eigentlich die Werte, die sie haben? (Lichtgeschwindigkeit, Planck'sche Wirkungsquantum, Masse der Austauschteilchen der schwachen Wechselwirkung und so weiter haben einen viel direkteren Einfluss auf unser Leben, als man sich gemeinhin vorstellt)
- Warum hat die Theorie, mit der wir im Moment die Welt beschreiben eigentlich so viele Größen, die man messen muss? Gibt es eine darunterliegende Theorie, die alle diese Werte in natürlicher Weise hergibt? (So wie wir heute wissen, dass Elektrizität und Magnetismus eng verwandt sind)

An den wenige sarkastischen Kommentaren erkennst du schon, dass das 'Wozu eigentlich' eine Frage ist, die mir oft gestellt wird und die ich nicht gerne höre.
Das ändert (leider) nichts daran, dass es eine legitime Frage ist.
Die Standard-Ausrede der Physiker, die den Geldgebern doch wieder gefallen wollen, ist dann, dass aus den grundlegenden Erkenntnissen, die wir gewinnen, über kurz oder lang kommerzielle Anwendungen werden. Hier sei auf Benjamin Franklin hingewiesen, dessen Grundlagenforschung bzgl. Elektrizität uns im Endeffekt die Steckdose beschert hat. Er ist nur eines von beliebig vielen Beispielen, die wir vorbringen könnten.
Für mich ist Grundlagenforschung in der Hochenergiephysik (Und so teuer ist sie nun auch nicht. Das ganze LHC Projekt inklusive Detektoren kostet ungefähr so viel wie ein einzelnes Kreuzfahrtschiff) aber dasselbe, wie der kleine Fritz, der einen Stein umdreht um zu sehen, was drunter ist.

Sag mal, so ganz spontan... Fotos hast du nich vom LHC, oder? Und wenn, dürftest du bestimmt nix zeigen, oder?