Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Jocelyne Lopez schrieb am 05.01.2006 15:40 Uhr: Wie stellt man in Teilchenbeschleunigern fest, dass die Teilchen nie schneller oder langsamer dadrin laufen als c? Wie misst man ihre Geschwindigkeit, wenn man z.B. morgens den Teilchenbeschleuniger anschmei?t? Die Meinungen dar?ber sind eben geteilt und die Frage ist immer noch offen.

Wenn ich mir hierzu eine Antwort erlauben darf... Es gibt prinzipiell zwei Arten von Teilchenbeschleunigern, Linearbeschleuniger (z.B. SLAC, Stanford), und Ringbeschleuniger (z.B. CERN). Der Unterschied ist im Prinzip nur, dass beim Ringbeschleuniger das Beschleunigungsfeld (elektrisches Feld, gerade Strecke) mehrfach durchlaufen wird. Um dies zu erreichen, muss der Strahl umgelenkt werden, was durch Magnetfelder geschieht.
Da mit jedem Durchlauf der Beschleunigungsstrecke sich die Geschwindigkeit der Teilchen erhoeht, muessen auch die Magnetfelder in den Kurven in ihrer Staerke angepasst werden. Das gleiche gilt fuer das elektrische Feld. Wenn diese nicht mit dem erneuten Eintreffen des Strahls (eigentlich: Teilchenpaket) exakt synchronisiert sind, wird der Strahl ausgebremst oder er kracht in der Kurve in die Wand, oder er verliert seine Fokussierung (erreicht durch sogenante Magnetlinsen).
Das heisst die Geschwindigkeit und der Ort des Teilchenpakets im Beschleuniger sind zu jeder Zeit hinreichend genau bekannt, sonst wuerde die Anlage gar nicht funktionieren. Diese Groessen sind bekannt, weil man sie durch die Groesse des angelegten elektrischen Feldes genau kennt.
Darueberhinaus kennt man das Energiespektrum der entsprechenden Teilchenquelle (bei Elektronen z.B. eine primitive Gluehwendel). Natuerlich sendet diese Quelle nicht Teilchen mit einer scharf begrenzten Geschwindigkeit aus, aber man kann Teilchen mit einer passenden Geschwindigkeit leicht ausfiltern, z.B. durch geeignete Kombination von Magnetfeldern und passenden Blenden (s. z.B. Massenspektrometer). Damit hat man also eine wohl praeparierte Teilchenquelle, wenn man morgens seinen TB einschaltet. Sollten dennoch "nichtpassende" Teilchen (mit "falscher" Geschwindigkeit) dabei sein, so fallen diese praktisch unmittelbar aus dem Strahl heraus nachdem sie in den Beschleuniger eingeschossen wurden, da sie asynchron zu den elektrischen Beschleunigungsfeldern sind (sich aufgrund anderer Geschwindigkeit nicht an den richtigen Positionen fuer eine Beschleunigung befinden).
Ohne relativistische "Korrekturen" wuerde so ein Teilchenstrahl nicht mal einen einzigen Umlauf im TB ueberstehen, da die Synchronisation der beschleunigenden elektrischen Wechselfelder auf das Teilchenpaket nicht mehr stimmt.

Ich hoffe das wahr halbwegs verstaendlich erklaert?

iceman

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Hallo iceman,

Zitat:

iceman schrieb am 07.01.2006 16:44 Uhr: Wenn ich mir hierzu eine Antwort erlauben darf... Es gibt prinzipiell zwei Arten von Teilchenbeschleunigern, Linearbeschleuniger (z.B. SLAC, Stanford), und Ringbeschleuniger (z.B. CERN). [?]

Mein Ansatz bei der Thematik der Teilchenbeschleuniger ist von keiner technischen Natur (ich bin ja keine Physikerin oder Technikerin), sondern von grunds?tzlicher und erkenntnistheoretischer Natur: Die Teilchenbeschleuniger, egal wie sie gebaut werden, k?nnen nichts nachweisen und die RT auch nicht best?tigen, da es genauso wenig in Teilchenbeschleunigern m?glich ist die Grenzgeschwindigkeit von c zu messen als woanders. Siehe Thread ?K?nnen Instrumente Grenzwerte anzeigen??
http://www.ekkehard-friebe.de/friebeforum/thread.php?threadid=70

Bei meinem Ansatz ist z.B. eine solche Aussage von Bedeutung:

Zitat:

M_Hammer_Kruse schrieb am 04.01.2006 15:10 Uhr: Eine direkte Messung der Geschwindigkeit w?rde erfordern, eine Wegstrecke und eine Zeit zu messen. Das geht aus verschiedenen technischen und physikalischen Gr?nden bei Elementarteilchen nicht.

Man kann die Geschwindigkeit von Elementarteilchen nicht bestimmen, weil man die Position eines Teilchens in zwei verschiedenen Orten nicht bestimmen kann (Unsch?rferelation). Genauso wie woanders kann man in Teilchenbeschleunigern die Grenzgeschwindigkeit des Lichtes nicht bestimmen.

Und wir haben nicht nur technisch, sondern auch eben prinzipiell keinen Zugang zur absoluten Werten. Der Mensch hat keinen Zugang zu absoluten Wahrheiten, er lebt damit seit Anfang der Menschheit. Da hilft nichts, man mu? damit leben. Die Physiker auch.

LG
Jocelyne Lopez

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Die Teilchenbeschleuniger, egal wie sie gebaut werden, k?nnen nichts nachweisen und die RT auch nicht best?tigen, da es genauso wenig in Teilchenbeschleunigern m?glich ist die Grenzgeschwindigkeit von c zu messen als woanders.

Sie sind ja auch nicht gebaut worden um die RT zu bestaetigen, sondern um z.B. den Aufbau der Materie zu untersuchen, oder um z.B. Roentgenstrahlung zu erzeugen, usw...
Beim Betrieb stellt man halt fest, dass der TB nur funktioniert, wenn man ihn gemaess der RT betreibt.

Zitat:

Man kann die Geschwindigkeit von Elementarteilchen nicht bestimmen, weil man die Position eines Teilchens in zwei verschiedenen Orten nicht bestimmen kann (Unsch?rferelation). Genauso wie woanders kann man in Teilchenbeschleunigern die Grenzgeschwindigkeit des Lichtes nicht bestimmen.

Natuerlich kann man die Geschwindigkeit bestimmen, aber eben nur in den Grenzen die die Unschaerferelation erlaubt. Kenne ich zum Beispiel den Ort eines Protons auf einen hundertstel Millimeter genau, so kann ich seine Geschwindigkeit immer noch auf einen mm/s genau angeben (selbst wenn es tausende km/s schnell sein sollte). Wo ist das Problem? Die Unschaerferelation sagt nicht, dass man _einen_ Wert nicht beliebig genau messen kann, sondern sie bezieht sich auf das Produkt eines Wertepaares. Man kann also durchaus die Geschwindigkeit eines Teilchens beliebig genau bestimmen.

Zitat:

Und wir haben nicht nur technisch, sondern auch eben prinzipiell keinen Zugang zur absoluten Werten. Der Mensch hat keinen Zugang zu absoluten Wahrheiten, er lebt damit seit Anfang der Menschheit. Da hilft nichts, man mu? damit leben. Die Physiker auch.

Die Physiker leben sogar sehr gut damit, schliesslich haben die ja mit dem absoluten Weltbild Newtons aufgeraeumt. Die Diskussionen, die in diesem Forum in den verschiedenen Threads gefuehrt werden oder wurden (kinetische Energie, relativistische Masse usw) beziehungsweise die Verstaendnisprobleme, die sich da auftun, lassen sich meiner Meinung meistens auf einen Punkt zurueckfuehren.
Der ist, dass Physik koordinatenunabhaengig ist. Das heisst, die Vorgaenge, so wie sie in der Natur geschehen, kuemmern sich nicht um Koordinaten oder Bezugssysteme. Letztere sind ein Hilfsmittel des Menschen, um konkrete Berechnungen durchzufuehren. Das kann man nur, wenn man ein Bezugssystem des Beobachters relativ zum Geschehen einfuehrt. Misst ein Beobachter A beispielsweise die kinetische Energie eines Raumschiffes, so ist dies bezueglich seines Bezugssystems A. In einem anderen Bezugssystem B wird man eine andere kinetische Energie erhalten. Das ist kein Widerspruch. Denn Beobachter A kann jederzeit berechnen, welche Energie Beobachter B aus seinem Bezugssystem fuer das Raumschiff ableitet. Dazu muss man lediglich wissen, wie sich B relativ zu A verhaelt. Beide Blickwinkel und Beschreibungen sind voellig gleichwertig, beide Ergebnisse sind richtig. Man muss sie nur immer auf das jeweilige Bezugssystem sehen. Verwirrungen und Missverstaendnisse kommen immer dann zustande, wenn man seinen Beobachtungspunkt (das Bezugssystem) wechselt, ohne sich dessen bewusst zu sein. Das ist unabhaengig von jeglicher Relativitaetstheorie.
Ein ganz wesentlicher Aspekt der Physik (=mathematische Beschreibung der Natur) ist, eben genau diese Uebergaenge zwischen den Bezugssystemen zu beherrschen. Oder sich zum Beispiel ein Bezugssystem zu suchen, in dem ein Vorgang moeglichst einfach mathematisch beschrieben werden kann.

[...] teil 2 folgt gleich

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Fortsetzung...


Lass mich noch einen letzten Einwurf machen. Aus deinen verschiedenen Beitraegen lese ich heraus, dass es dich stoert, dass die Lichtgeschwindigkeit per Konvention festgesetzt wurde, und (ich spekuliere), du befuerchtest, dass sich dadurch die Physiker selbst die Moeglichkeit nehmen, eine tieferliegende Wahrheit zu erkennen (bzw. die RT auf alle Zeiten "zementieren"). Das ist natuerlich erst mal verwirrend, aber auf den zweiten Blick problemlos, auch in Hinsicht dessen was ich oben geschrieben habe. Es handelt sich lediglich um eine exakte Definition unseres verallgemeinerten Bezugssystems, unseres Standpunktes von dem wir die natur aus beobachten.
Es ist nichts anderes als zu sagen: "Von diesem Standpunkt aus, mit diesen und jenen Werkzeugen wollen wir der Natur auf die Finger schauen, sie beschreiben und beobachten".
Werkzeuge sind zum Beispiel eine Uhr, die moeglichst gleichmaessig gehen soll, und ein Lineal mit bekannter Laenge, oder eine Referenzmasse. Als Uhr hat man im Laufe der Zeit Atomuhren entwickelt, der "Urmeter" erwies sich zunehmend als ungenau und damit als beschraenkender Faktor. das heisst, wenn man z.B. die Lichtgeschwindigkeit messen will, so musste man die Zeit wissen, als auch die Laenge. Als Referenz fuer die Laenge diente lange Zeit der Urmeter in Paris, ein Metallstab, der Witterung, Temperatur und sonstigen Einfluessen unterworfen ist (das staendige Nachmessen). Nicht sehr klever sowas als dauerhafte Referenz zu verwenden. Man stoesst also an den Punkt, an den es keinen Sinn mehr macht, die Lichtgeschwindigkeit immer genauer zu vermessen, weil die Genauigkeit, mit der die Laenge des Urmeters bekannt ist, zum beschraenkenden Faktor wird. Also sucht man sich eine bessere Referenz?
Was liegt da nicht naeher als die Lichtgeschwindigkeit selbst zu nehmen? Man bezieht Laenge nicht mehr auf einen sich abnuetzenden Metallstab, sondern auf die Strecke, die Licht in einem genau bestimmten Zeitintervall zuruecklegt. Jeder auf der Erde kann sich somit seine Referenzlaenge schaffen, ohne nach Paris fahren zu muessen. Licht ist viel zuverlaessiger!
Das gleiche Problem existiert uebrigens mit der Masse, dem Urkilogramm, das bis heute noch nicht geloest ist (der Klotz in Paris wird langsam leichter). Man arbeitet an einem Standard, nach dem jeder in seinem Labor eine exakt definierte und reproduzierbare Referenzmasse herstellen kann.

Unser Streckenmesssystem wurde an der Lichtgeschwindigkeit aufgehaengt, weil sie viel zuverlaessiger ist als das Urmeter, leichter zugaenglich, leichter messbar, leicht referenzierbar.

Was nun wenn sich die Lichtgeschwindigkeit als nicht konstant herausstellt? Wenn sie sich beispielsweise im Laufe der Zeit (Milliarden Jahre) aendert (oder andere Naturkonstanten, wie zum Beispiel die Gravitationskonstante oder die Feynmankonstante)? Kein Problem, denn wir wuerden es sehen. Man wuerde es zum Beispiel daran sehen, dass ein Wasserstoffatom scheinbar immer groesser wird (sich die Energieniveaus verschieben), nicht weil es tatsaechlich groesser wuerde, sondern weil sich unsere Referenz aendert. Alle Laengen, die man praezise genug messen kann, oder Groessen die von Strecken abhaengen (insbes. Energieniveuas in Atomen) wuerden sich aendern. Das wuerde man sehen. Und wenn man das sieht, dann ist das spektakulaer genug dass man auf eine moegliche Nichtkonstanz der Lichtgeschwindigkeit zurueckkommen wird. Dieses Thema ist erst kuerzlich hochgekommen als man experimentelle Hinweise hatte, dass die Feynstrukturkonstante moeglicherweise variabel ist. Das wird gegenwaertig ernsthaft und offen untersucht, nichts wird vertuscht, verborgen oder verschwiegen. Die Konstanz oder Nichtkonstanz von Natur"konstanten" ist eines der interessantesten Forschungsgebiete der Physik ueberhaupt, da eine moegliche Variabilitaet unmittelbare Auswirkungen auf das Verstaendnis unseres Universums haette.

Die definierte Lichtgeschwindigkeit dient nur um unsere Massstaebe zur Beschreibung der Natur festzulegen. So wie bei dem oben (Teil 1) beschriebenen Sachverhalt der Koordinatensysteme. Gegenwaertig kennen wir eben keinen besseren Bezugspunkt. Sollte er sich veraendern, so werden wir es merken, genau so wie man merkt, dass die Welt ploetzlich anders aussieht wenn sich die Brille verbogen hat. Physik ist keine endgueltige Wahrheit, wir beschreiben lediglich die Natur damit. Wird sich eine Theorie als unpassend herausstellen, wird sie durch etwas besseres ersetzt werden.

Mehr habe ich zum Thema "Kritik der RT" eigentlich gar nicht zu sagen.
Ich hoffe meine Ausfuehrungen waren halbwegs allgemeinverstaendlich.

iceman

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

iceman schrieb am 07.01.2006 18:54 Uhr: Natuerlich kann man die Geschwindigkeit bestimmen, aber eben nur in den Grenzen die die Unschaerferelation erlaubt. Kenne ich zum Beispiel den Ort eines Protons auf einen hundertstel Millimeter genau, so kann ich seine Geschwindigkeit immer noch auf einen mm/s genau angeben (selbst wenn es tausende km/s schnell sein sollte). Wo ist das Problem?

Das Problem hat ein namhafter Quantenphysiker knapp dargestellt:

?Der Quantenwelt zufolge ist nichts real, und wir k?nnen nichts ?ber das Verhalten von Dingen aussagen, die wir nicht beobachten.? (John Gribbin)

Daf?r aber, dass wir nichts ?ber das Verhalten der Dinge aussagen k?nnen, sagen wir es eben 30 Stellen hinter dem Komma.

LG
Jocelyne Lopez

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Jocelyne Lopez schrieb am 07.01.2006 20:32 Uhr: ?Der Quantenwelt zufolge ist nichts real, und wir k?nnen nichts ?ber das Verhalten von Dingen aussagen, die wir nicht beobachten.? (John Gribbin)

Volle Zustimmung! Ich kann freilich nichts darueber aussagen, was mein Nachbar mit meiner Nachbarin treibt, wenn ich die beiden nicht beobachte. Ich kann aber beobachten wenn ich will, und wenn ich das tue, dann kann ich auch Aussagen ueber das Verhalten meiner Nachbarn machen. Das gilt auch fuer die mikroskopische Welt.

iceman

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

iceman schrieb am 07.01.2006 21:32 Uhr: Zitat: Jocelyne Lopez schrieb am 07.01.2006 20:32 Uhr: ?Der Quantenwelt zufolge ist nichts real, und wir k?nnen nichts ?ber das Verhalten von Dingen aussagen, die wir nicht beobachten.? (John Gribbin) Volle Zustimmung! Ich kann freilich nichts darueber aussagen, was mein Nachbar mit meiner Nachbarin treibt, wenn ich die beiden nicht beobachte. Ich kann aber beobachten wenn ich will, und wenn ich das tue, dann kann ich auch Aussagen ueber das Verhalten meiner Nachbarn machen. Das gilt auch fuer die mikroskopische Welt. iceman

Wie schnell sich die Nachbarn bewegen, das ist doch nicht interessant!

Wie "schnell" entstehen in einem TB neue Teilchen? Sind die pl?tzlich da?
Gibt es dazu Beobachtungen?

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Wicht schrieb am 07.01.2006 21:41 Uhr: Wie schnell sich die Nachbarn bewegen, das ist doch nicht interessant!

Wer sagt dass das nicht interessant ist? Ok, Spass beiseite.

Zitat:

Wie "schnell" entstehen in einem TB neue Teilchen? Sind die pl?tzlich da? Gibt es dazu Beobachtungen?

Natuerlich gibt es dazu Beobachtungen, deshalb baut man ja um die Kollisionspunkte in TBs eine ganze Reihe von Detektoren auf, die Geschwindigkeit, Flugbahn, Ladung, Masse, Energiegehalt der Reaktionsprodukte und die Zeitpunkte der Detektionen registrieren. Du weisst wann was reinfliegt und wann und wo was rauskommt, und nach welcher Zeit Zwischenprodukte weiter zerfallen etc.

Falls du ganz speziell meinst, wie lange genau z.B. der Zerfall eines Quarks in ein anderes dauert (beim Zerfall eines Neutrons in ein Proton + Eelektron + Neutrino), sprich der Uebergang eines Teilchens in ein anderes, das kann ich dir nicht sagen. Instantan wird es sicher nicht passieren. Fuer eine Antwort muessten wir den Aufbau der Materie genauer kennen.

iceman

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Hallo alle zusammen!

In diesem Thread wurde mehrfach sinngem?? behauptet, da Teilchenbeschleuniger nach der Relativit?tstheorie berechnet worden und tats?chlich funktionsf?hig seien, sei dies eine "Best?tigung" der Relativit?tstheorie.

Zun?chst mu? ich daran erinnern, da? die Relativit?tstheorie in sich widerspr?chlich und damit unendlich vieldeutig ist, zum anderen gibt es speziell f?r Teilchenbeschleuniger eine alternative Interpretation, wie Herr Helmut HILLE gezeigt hat in seiner Arbeit:

Das Realprinzip als Erkenntnisstrategie
http://www.helmut-hille.de/lt3.html

Dort wird im Kapitel "Statement" http://www.helmut-hille.de/lt3.html#8 Folgendes ausgef?hrt:

Zitat:

"Statement zu der Behauptung, da? in Beschleunigern die Bewegungsabh?ngigkeit der Masse bewiesen w?rde, weil deren Anwachsen sie hindere, c zu ?berschreiten Newtons 3. Axiom zeigt, da? Kraft eine Erscheinung der Wechselwirkung ist: Eine Kraft kann nur insoweit aufscheinen, als ihr Tr?ger auf Widerstand trifft; daher gilt immer actio = reactio. Actio und reactio bedingen einander. Dadurch kann auch der masse?rmere zweier Kombattanten, selbst wenn seine Massen gegen Null geht, max. nur die Geschwindigkeit des St?rkeren erreichen, denn mit der Synchronisation ihrer Bewegungen bricht ihre Wechselwirkung ab. Das ist auch in einem Synchrotron nicht anders. Das Tempo eines Mediums als Grenzgeschwindigkeit eines von ihm beschleunigten Objekts hat daher weder etwas mit der bewegten Masse, noch mit der Gr??e der Flie?geschwindigkeit, noch mit Art oder H?he der eingesetzten Energie sondern einzig und allein mit dem zwangsl?ufigen Ende der Wechselwirkung bei Gleichlauf zu tun, z. B. von Feld und Teilchen. Gerade einen Physiker sollte auszeichnen, da? er soviel von Wechselwirkung versteht, da? er sich eine Grenzgeschwindigkeit nicht als Problem einreden l??t oder sie anderen einreden m?chte. Ohne das Verst?ndnis der Wechselwirkung, als dem Ursprung der Kr?fte, gibt es keinen Zugang zur Wirklichkeit, also zu dem, was wirkt. Sie ist das Herzst?ck der physikalischen Wissenschaft, als Teil der Kunde vom Seienden, das wir uns daher um keinen Preis entrei?en lassen sollten. Wohin der Verlust an Wirklichkeitsverst?ndnis f?hrt, zeigt die verbreitete Akzeptanz der hier untersuchten relativistischen Behauptung, von der Bewegungsabh?ngigkeit der Masse, die eine positivistische Pseudoerkl?rung ist, weil Einstein glaubte, ohne den angeblich "metaphysischen" Begriff der Kraft auskommen zu m?ssen. Um wirklich positivistisch zu sein, h?tte er jedoch auf jede materielle "Erkl?rung" von Ph?nomenen verzichten m?ssen. Nur so h?tte er Fehler vermeiden k?nnen. Doch es gibt nichts, was schon f?r sich selber eine "Kraft" ist, sondern mit dem Begriff der "Kraft" beschreiben wir - in Analogie zur Muskelkraft - lediglich das Einwirken von K?rpern aufeinander in einer uns verst?ndlichen Weise." (Zitatende)

Es ist ein h?ufig in der Modernen Physik begangener Fehler, physikalische Experimente, die zwei- oder mehrdeutig sind, ausschlie?lich im Sinne der gerade favorisierten Theorie zu interpretieren. Das ist aus physikalischer, mathematischer und erkenntniswissenschaftlicher Sicht unzul?ssig. Es f?hrt zu dem Dogmatismus, der heute in der Physik gang und g?be ist.

Das Ignorieren der umfangreichen kritischen Literatur zur Relativit?tstheorie, wie sie G. O Mueller in seiner folgenden Dokumentation aufgezeigt hat, gibt von diesem Mi?stand ein beredtes Zeugnis:

Kapitel 4: Dokumentation der kritischen Ver?ffentlichungen
http://www.ekkehard-friebe.de/kap4.pdf

Beste Gr??e Ekkehard Friebe

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

zum Hille-Zitat:
das h?rt sich ein wenig an wie Josefs "Argument": wenn man nur mit c anschiebt, kann man c nicht ?berschreiten.

Sorry, das ist doch einfach abwegig. Die Elektrodynamik macht eine klare Aussage zur Kraft auf eine bewegte Ladung:
F = q v x B
D.h., die antreibende Kraft ist proportional zum vektoriellen Kreuzprodukt aus Geschwindigkeit der Ladung und dem Magnetfeld. Hier geht die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elm. WW einfach nicht ein. Ist ja auch nicht n?tig; das Feld ist ja schon da, wenn die Ladungen passieren.

Das Argument mit Actio=Reactio ist eine fadenscheinige Ausflucht und spielt hier keinerlei Rolle.

Gru?,
Conni

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Ekkehard Friebe schrieb am 07.01.2006 22:58 Uhr: http://www.helmut-hille.de/lt3.html#8 Statement zu der Behauptung, da? in Beschleunigern die Bewegungsabh?ngigkeit der Masse bewiesen w?rde, weil deren Anwachsen sie hindere, c zu ?berschreiten.

Mal ganz unabhaengig von der relativistischen Massenzunahme. Ein Elektron durchlaeuft eine Beschleunigungsstrecke im TB in dem ein elektrisches Potenialgefaelle von 1 MV herrscht. Dadurch gewinnt es eine Energie von exakt 1 MeV. Nach klassischer Rechnung besitzt es damit eine bestimmte Geschwindigkeit und muesste somit zu einem bestimmten Zeitpunkt in das naechste Beschleunigungsfeld eintreten. Das tut es aber nicht, es hinkt hinterher, weil es eben nicht auf eine Geschwindigkeit groesser als c beschleunigt wird. Das ist klassisch nicht verstaendlich, und nur die SRT macht die Vorhersage richtig.

Zu der Aussage von H. Lille:
"Dadurch kann auch der masse?rmere zweier Kombattanten, selbst wenn seine Massen gegen Null geht, max. nur die Geschwindigkeit des St?rkeren erreichen"

Mir faellt da nur der Impulserhaltungssatz und der elastische Stoss ein. Wird eine ruhende, leichte Kugel von einer schweren getroffen, so bewegt sich die leichtere Kugel nach dem Stoss schneller als die eintreffende, schwerere Kugel urspruenglich war. Und jetzt?

Ich kann in den Ausfuehrung von Lille keine Erklaeung fuer das Funktionieren eines TB finden. Seine Argumentation bezueglich Realprinzip vs. Relativitaetsprinzip ist auch nicht weiter hilfreich. Was muss ich denn nun anders machen, anders berechnen? Er wirft ja nicht mal das Relativitaetsprinzip ueber den Haufen. Im Gegenteil, er sagt im Grunde nichts anderes als ich weiter oben (Stichwort Koordinatenunabhaengigkeit). Ich gehe sogar noch einen Schritt weiter: Bei koordinatenfreier Beschreibung der Physik sind die physikalischen Gesetze sogar forminvariant zwischen beschleunigten Bezugssystemen. Genau dies fuehrt die ART aus. Man kann saemtliche klassischen physikalischen Gesetze, z.b. Elektrodynamik, direkt in Gravitationsfelder einbinden ohne ihre Form zu veraendern. Man muss lediglich normale Ableitungen durch kovariante Ableitungen ersetzen. Das kann man ausfuehrlich in "Gravitation" von Misner, Thorne, Wheeler nachlesen.

iceman

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Conni schrieb am 07.01.2006 23:22 Uhr: das h?rt sich ein wenig an wie Josefs "Argument": wenn man nur mit c anschiebt, kann man c nicht ?berschreiten. Sorry, das ist doch einfach abwegig. Die Elektrodynamik macht eine klare Aussage zur Kraft auf eine bewegte Ladung: F = q v x B

Stimmt, das ist abwegig. Du argumentierst allerdings mit der falschen Formel (Lorenzkraft, Magnetfeld). Die fuehrt zwar auch zu einer Beschleunigung (Richtungsaenderung), aber nicht zu einer Geschwindigkeitserhoehung. Du meintest wohl das entsprechende Analogon fuer elektrische Felder

iceman

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

iceman schrieb am 08.01.2006 00:39 Uhr: Zitat: Conni schrieb am 07.01.2006 23:22 Uhr: das h?rt sich ein wenig an wie Josefs "Argument": wenn man nur mit c anschiebt, kann man c nicht ?berschreiten. Sorry, das ist doch einfach abwegig. Die Elektrodynamik macht eine klare Aussage zur Kraft auf eine bewegte Ladung: F = q v x B Stimmt, das ist abwegig. Du argumentierst allerdings mit der falschen Formel (Lorenzkraft, Magnetfeld). Die fuehrt zwar auch zu einer Beschleunigung (Richtungsaenderung), aber nicht zu einer Geschwindigkeitserhoehung. Du meintest wohl das entsprechende Analogon fuer elektrische Felder iceman

Iceman, man kann doch selbstverst?ndlich auch Ladungen durch eine radiale Beschleunigung schneller machen.
Wenn man die Zentripetalkraft einer Kreisbewegung gleich der Lorentz-Kraft setzt, so sieht man, dass im nicht-rel. Fall die Geschwindigkeit der Kreisbewegung proportional zur St?rke des Magnetfeldes ist, d.h. mit beliebig starken Magnetfeldern kann man (im nicht-rel. Fall) beliebig hohe Geschwindigkeiten erreichen. Und - soweit ich weiss - arbeitet nach diesem Prinzip tats?chlich das Zyklotron. Aber so gut kenne ich mich mit Beschleunigern wirklich nicht aus.

F?r einen Linearbeschleuniger ist aber sicher ein elektrisches Feld vorzuziehen.

Gru?,
Conni

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Conni am 08.01.2006 03:40.

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Conni schrieb am 08.01.2006 02:28 Uhr: Zitat: iceman schrieb am 08.01.2006 00:39 Uhr: Zitat: Conni schrieb am 07.01.2006 23:22 Uhr: das h?rt sich ein wenig an wie Josefs "Argument": wenn man nur mit c anschiebt, kann man c nicht ?berschreiten. Sorry, das ist doch einfach abwegig. Die Elektrodynamik macht eine klare Aussage zur Kraft auf eine bewegte Ladung: F = q v x B Stimmt, das ist abwegig. Du argumentierst allerdings mit der falschen Formel (Lorenzkraft, Magnetfeld). Die fuehrt zwar auch zu einer Beschleunigung (Richtungsaenderung), aber nicht zu einer Geschwindigkeitserhoehung. Du meintest wohl das entsprechende Analogon fuer elektrische Felder iceman Iceman, man kann doch selbstverst?ndlich auch Ladungen durch eine radiale Beschleunigung schneller machen. Wenn man die Zentripetalkraft einer Kreisbewegung gleich der Lorentz-Kraft setzt, so sieht man, dass im nicht-rel. Fall die Geschwindigkeit der Kreisbewegung proportional zur St?rke des Magnetfeldes ist, d.h. mit beliebig starken Magnetfeldern kann man (im nicht-rel. Fall) beliebig hohe Geschwindigkeiten erreichen. Und - soweit ich weiss - arbeitet nach diesem Prinzip tats?chlich das Zyklotron. Aber so gut kenne ich mich mit Beschleunigern wirklich nicht aus. Gru?, Conni

Wo "Conni" Recht hat:
Teilchen mit einem gr??eren Impuls p werden weniger abgelenkt, als Teilchen mit kleinerem Impuls. Bei bekanntem Bahnradius r kann man den Impuls der detektierten Teilchen bestimmen. Man erkennt den Zusammenhang auch beim Gleichsetzen der entsprechenden Formeln f?r Lorentz-Kraft (QvB) und Zentripetalkraft (mv?/r).

Und irgendwie gab's in diesem Zusammenhang noch den Begriff "Vierergeschwindigkeit". Das ist zu lange her, muss ich nochmal nachschauen...

__________________
LG
Christoph

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von vintage am 08.01.2006 03:47.

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Conni hat am 07.01.2006 um 23:22 Uhr geschrieben:

Zitat:

zum Hille-Zitat: das h?rt sich ein wenig an wie Josefs "Argument": wenn man nur mit c anschiebt, kann man c nicht ?berschreiten. (Zitatende)

Das ist richtig. Aus der Sicht eines Elektrotechnikers, und Josef und ich sind Elektrotechniker, stimmt das Argument von Josef und auch von Hille durchaus. Denn seit etwa 1905 haben sich Theoretische Physik und Elektrotechnik auf ganz unterschiedlichen Wegen entwickelt, ohne einen ausreichenden gegenseitigen Kontakt in wissenschaftlichen Fragen zu haben.

Max Jammer (siehe in diesem Forum unter http://www.ekkehard-friebe.de/friebeforum/thread.php?threadid=67 ) hat im preisgekr?nten Buch: ?Der Begriff der Masse in der Physik? geschrieben: ?Was eigentlich Physik ist, kann nur historisch verstanden werden?.

Hierauf hat schon hingewiesen Professor Dr. Wilfried Kuhn, Institut f?r Didaktik der Physik der Universit?t Gie?en, in seinem Vortrag:
KUHN, W. (1983): ?Das Wechselspiel von Theorie und Experiment im physikalischen Erkenntnisproze?,? DPG-Didaktik-Tagungsband 1983, S. 416 ? 438
http://www.ekkehard-friebe.de/Kuhn1983.htm

Conni hat im gleichen Beitrag noch geschrieben:

Zitat:

Sorry, das ist doch einfach abwegig. Die Elektrodynamik macht eine klare Aussage zur Kraft auf eine bewegte Ladung: F = q v x B D.h., die antreibende Kraft ist proportional zum vektoriellen Kreuzprodukt aus Geschwindigkeit der Ladung und dem Magnetfeld. Hier geht die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elm. WW einfach nicht ein. Ist ja auch nicht n?tig; das Feld ist ja schon da, wenn die Ladungen passieren. (Zitatende)

Die Formel F = q v x B geht auf H. A. Lorentz (1853 bis 192 zur?ck. Man nennt Sie deshalb auch Lorentzkraft. Sie hat sich im Rahmen der Elektro-Technik als unhaltbar erwiesen. Zum einen geht sie von der Elektronentheorie von Lorentz aus, die auf der ?therhypothese basiert und deshalb fehlerhaft ist (siehe meine Arbeit: ?Irrt?mer in der Elektronentheorie??: http://www.ekkehard-friebe.de/Elektron.htm ), zum anderen geht sie auf die MAXWELL?sche Elektrodynamik zur?ck, die ebenfalls fehlerhaft ist (siehe meinen Vortrag: FRIEBE, E. (1995): ?Die Vektorprodukte der MAXWELL?schen Elektrodynamik?, DPG-Didaktik-Tagungsband 1995, S. 394 ? 399: http://www.ekkehard-friebe.de/MAXWEL-A.HTM

Ihr werdet nun einwenden: Wir haben doch die Lorentzkraft so in der Schule gelernt. Das ist richtig. In fast allen Lehrb?chern wird die Lorentzkraft als experimentell best?tigt beschrieben. Dennoch beruht das auf einem Irrtum, der jetzt schon ?ber 100 Jahre alt ist. Es gilt hier der Spruch von Eugen Roth:
?Die Wissenschaft, sie ist und bleibt, was einer ab vom andern schreibt?

Ich k?nnte noch vieles ?ber grundlegende Fehler in der Theoretischen Physik berichten. Aber f?r heute soll es genug sein. Interessierte verweise ich auf meine Homepage: ?Wissenschaft und moralische Verantwortung?
http://www.ekkehard-friebe.de/

Beste Gr??e Ekkehard Friebe

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

... Die Formel F = q v x B geht auf H. A. Lorentz (1853 bis 192 zur?ck. Man nennt Sie deshalb auch Lorentzkraft. Sie hat sich im Rahmen der Elektro-Technik als unhaltbar erwiesen. ...

Herr Friebe, Sie haben recht vermutet; diese Behauptung verwundert schon sehr.

Beispiele f?r die erfolgreiche Anwendung der Lorentz-Kraft in Physik und Technik:
(*) Elektromotoren
(*) Generatoren
(*) Massenspektrometrie
(*) Kathodenstrahlr?hre
(*) Zyklotron und Synchrotron
(*) Wienfilter
(*) Hall-Effekt
(*) Ablenkung des Sonnenwinds durch das Erd-Magnetfeld
etc. etc. ...

Gruss,
Conni

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Conni hat am: 08.01.2006 17:43 geschrieben:

Zitat:

Zitat: ... Die Formel F = q v x B geht auf H. A. Lorentz (1853 bis 192 zur?ck. Man nennt Sie deshalb auch Lorentzkraft. Sie hat sich im Rahmen der Elektro-Technik als unhaltbar erwiesen. ... Herr Friebe, Sie haben recht vermutet; diese Behauptung verwundert schon sehr. Beispiele f?r die erfolgreiche Anwendung der Lorentz-Kraft in Physik und Technik: (*) Elektromotoren (*) Generatoren (*) Massenspektrometrie (*) Kathodenstrahlr?hre (*) Zyklotron und Synchrotron (*) Wienfilter (*) Hall-Effekt (*) Ablenkung des Sonnenwinds durch das Erd-Magnetfeld etc. etc. ... (Zitatende)

Ich verweise in diesem Zusammenhang auf folgenden Vortrag von Professor Sir Karl R. Popper:

Die Unmenschlichkeit der Unfehlbarkeit

http://www.ekkehard-friebe.de/Popper.htm

Dort hei?t es unter anderem:

Zitat:

?Der alte Imperativ f?r den Intellektuellen ist: Sei eine Autorit?t. Wisse alles in Deinem Gebiet. Wenn Du einmal als Autorit?t anerkannt bist, dann wird Deine Autorit?t auch von Deinen Kollegen besch?tzt werden und Du mu?t nat?rlich Deinerseits die Autorit?t Deiner Kol?legen besch?tzen. Ich brauche kaum zu betonen, da? diese alte, profes?sionelle Ethik immer schon intellektuell unredlich war. [.....] 3. Nat?rlich bleibt es unsere Aufgabe, Fehler nach M?glichkeit zu vermeiden. Aber gerade, um sie zu vermeiden, m?ssen wir uns vor allem klar dar?ber werden, wie schwer es ist, sie zu vermeiden und da? es niemand v?llig gelingt. Es gelingt auch nicht den sch?pferischen Wis?senschaftlern, die von ihrer Intuition geleitet werden. Die Intuition kann auch irref?hren. 4. Auch in den am besten bew?hrten unter unseren Theorien k?nnen Fehler verborgen sein. Und es ist die spezifische Aufgabe des Wis?senschaftlers, nach solchen Fehlern zu suchen. Die Feststellung, da? eine gut bew?hrte Theorie oder ein viel verwendetes praktisches Ver?fahren fehlerhaft ist, kann eine wichtige Entdeckung sein. 5. Wir m?ssen deshalb unsere Einstellung zu unseren Fehlern ?n?dern. Es ist hier, wo unsere praktische ethische Reform beginnen mu?. 6. Denn die alte berufsethische Einstellung f?hrt dazu, unsere Fehler zu vertuschen und zu verheimlichen und so schnell wie m?glich zu vergessen. 7. Das neue Grundgesetz ist, da? wir - um zu lernen, Fehler m?glichst zu vermeiden - gerade von unseren Fehlern lernen m?ssen. Fehler zu vertuschen ist daher die gr??te intellektuelle S?nde. 8. Wir m?ssen deshalb dauernd nach unseren Fehlern Ausschau hal?ten. Wenn wir sie finden, m?ssen wir sie uns einpr?gen, sie nach allen Seiten analysieren, um ihnen auf den Grund zu gehen. Die selbstkritische Haltung und die Aufrichtigkeit werden damit zur Pflicht. 9. Da wir von unseren Fehlern lernen m?ssen, so m?ssen wir es auch lernen, es anzunehmen, ja, dankbar anzunehmen, wenn andere uns auf unsere Fehler aufmerksam machen. Wenn wir andere auf ihre Feh?ler aufmerksam machen, so sollen wir uns immer daran erinnern, da? wir selbst ?hnliche Fehler gemacht haben wie sie. Und wir sollen uns daran erinnern, da? die gr??ten Wissenschaftler Fehler gemacht haben. Ich will sicher nicht sagen, da? unsere Fehler gew?hnlich entschuldbar sind. Wir d?rfen in unserer Wachsamkeit nicht nachlas?sen. Aber es ist menschlich unvermeidbar, immer wieder Fehler zu machen. 10. Wir m?ssen uns klar werden, da? wir andere Menschen zur Ent?deckung und Korrektur von Fehlern brauchen und sie uns. Insbesonde?re auch Menschen, die mit anderen Ideen in einer anderen Atmosph?re aufgewachsen sind. Auch das f?hrt zu Toleranz. 11. Wir m?ssen lernen, da? Selbstkritik die beste Kritik ist, da? aber die Kritik durch andere eine Notwendigkeit ist. Sie ist fast ebenso gut wie Selbstkritik. 12. Rationale Kritik mu? immer spezifisch sein. Sie mu? spezi?fische Gr?nde angeben, warum spezifische Aussagen, spezifische Hypo?thesen falsch zu sein scheinen oder spezifische Argumente ung?ltig. Sie mu? von der Idee geleitet sein, der objektiven Wahrheit n?her zu kommen. Sie mu? in diesem Sinne unpers?nlich sein." (Zitatende, Hervorhebungen durch Friebe)

Beste Gr??e Ekkehard Friebe

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Zitat:

Conni schrieb am 08.01.2006 17:43 Uhr: Herr Friebe, Sie haben recht vermutet; diese Behauptung verwundert schon sehr. Beispiele f?r die erfolgreiche Anwendung der Lorentz-Kraft in Physik und Technik: (*) Elektromotoren (*) Generatoren (*) Massenspektrometrie (*) Kathodenstrahlr?hre (*) Zyklotron und Synchrotron (*) Wienfilter (*) Hall-Effekt (*) Ablenkung des Sonnenwinds durch das Erd-Magnetfeld etc. etc. ...

Mich verwundert schon auch Etwas bei Dir, Conni.

Es ist mir n?mlich aufgefallen, dass Du Dich sehr dezidiert (und teilweise sogar polemisch) f?r die Behauptung ausgesprochen hast, die Teilchenbeschleuniger w?rden die Relativit?tstheorie eindeutig best?tigen, daf?r aber nachtr?glich dieses bemerkenswerte Eingest?ndnis gemacht hast:

Zitat:

Conni schrieb am 08.01.2006 02:28 Uhr: Und - soweit ich weiss - arbeitet nach diesem Prinzip tats?chlich das Zyklotron. Aber so gut kenne ich mich mit Beschleunigern wirklich nicht aus.

Jetzt habe ich also zu Deiner Behauptung der Best?tigung der Lorentz-Kraft in technologischen empirischen Anwendungen zwei Fragen:

1) Kennst Du Dich dort diesmal mit den von Dir angesprochenen Anwendungen ?wirklich gut aus?? Also mit ?Elektromotoren, Generatoren, Massenspektrometrie, Kathodenstrahlr?hre, Zyklotron und Synchroton, Wienfilter, Hall-Effekt, Ablenkung des Sonnenwinds durch das Erd-Magnetfeld und etc. etc.? ? Kennst Du Dich da ?wirklich gut aus?, oder auch wieder ?wirklich nicht so gut?? Am bestens verratest Du uns das gleich.


2) Ist die Anwendung der Lorentz-Kraft bei diesen Technologien derselbe Natur wie die Anwendung des sogenannten ?relativistischen Effekts? bei den GPS-Navigatoren? Das w?re n?mlich nicht so sch?n, da diese vermeintliche Anwendung der RT bei der GPS-Technologie sich als penetrantes und propagandistisches M?rchen f?r ein Publikum von Physiklaien entlarvt. Siehe zum Beispiel die Abhandlungen von Harald Maurer:

Das GPS funktioniert ohne RT bestens
http://www.mahag.com/FORUM/forum.php?id=1232#1232

Relativistische Korrekturen f?r GPS und ihre Sinnlosigkeit!
http://www.mahag.com/srt/gps.php

Das GPS-Kontrollsystem MCS
http://www.mahag.com/srt/gps2.php


K?nntest Du gezielt meine zwei Fragen beantworten?
W?re nett.

Gr??e
Jocelyne Lopez

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Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

Mir leuchtet nicht ein, wie man mit Helmut Hilles Ansatz verstehen kann, dass man im Synchrotron bei der Beschleunigung den Strom in den Dipolmagneten erh?hen muss. K?me es zu dem von Hille beschriebenen Effekt, dass die Kraft?bertragung aufh?rt, so sollte nicht nur die Geschwindigkeit ein Maximum erreichen sondern auch die zur Ablenkung der Protonen n?tigen Magnetfelder. Selbst wenn man an der Richtigkeit der Lorentzkraft zweifelt (obwohl sie im Physikpraktikum leicht ?berpr?fbar ist) muss man doch zugeben, dass die gleichen Teilchen bei gleicher Energie auch die gleiche Ablenkung erfahren sollten.

Dass also beim Betrieb des Synchrotrons die Magnete in der Beschleunigungsphase hochgefahren werden m?ssen, ist ein Zeichen, dass weiterhin Kraft auf die Teilchen ausge?bt wird. Diese Kraft kann im Rahmen der RT beschrieben werden. Nach Hilles Ansatz d?rfte sie nicht existieren.

Gr?sse,
Joachim

Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Joachim am 09.01.2006 15:33.

Re: Was passiert in einem Teilchenbeschleuniger?

@Hr. Friebe
Ihrem Popper-Zitat kann ich nur zustimmen. Immerhin sind auch die Wissenschaftler nur Menschen, und die allermeisten keine Genies, sondern vielleicht nur etwas ?ber Durchschnitt. Da gibt es Machtk?mpfe, Mode-Trends etc.; manchmal siegt auch Quantit?t ?ber Qualit?t. Es gibt viele junge und ambitionierte Forscher und wenig Stellen. Eine Qualit?tskontrolle der Publikationen ist erforderlich; wird nat?rlich auch gemacht: jedes Journal setzt Referees ein. Trotz allem - es k?nnte m.E. besser sein. Oft z?hlt die Zahl der Publikationen mehr als inhaltliche Originalit?t. Das ist aber nur ein ganz pers?nlicher Eindruck. Dies nur um zu zeigen, dass mir Poppers Anliegen durchaus am Herzen liegt.

Dennoch: wir k?nnen das Rad nicht immer wieder neu erfinden; will sagen, die oben angegebene Liste von mir mit Beispielen f?r Anwendungen der Lorentz-Kraft kann ich als gesichert annehmen, obwohl ich nicht pers?nlich jedes einzelne Experiment nachvollzogen habe. Z.T. sind diese Experimente aber durchaus Teile von Standard Physik-Praktika an Hochschulen - der Hall-Effekt z.B. . Es ist durchaus legitim und - mehr -als das - es ist unvermeidbar, auf seri?se Arbeitsergebnisse aufzubauen. Ohne dies w?re kein Fortschritt m?glich.

Erlauben Sie mir eine vielleicht etwas ketzerische Frage, Herr Friebe: was von der modernen Physik halten Sie eigentlich f?r korrekt ? Offenbar z?hlen weder die Relativit?tstheorien noch die Quantenphysik noch Maxwells Elektrodynamik dazu. Da bleibt doch fast nichts mehr ?brig, oder ?
Denken Sie denn wirklich, dass die z.T. sehr beeindruckenden Erfolge der modernen Physik (Atomphysik, Quantenelektrodynamik, Supraleitung, ...) alle komplett erlogen sind ?


@Jocelyne
Es ist leider wahr, Jocelyne. Mein Interesse an Experimenten und Technik h?lt sich bisweilen in Grenzen. Nat?rlich bekommt man bei einem Physikstudium notgedrungen einiges mit - muss sich durch Praktika mogeln etc. . Darum meine etwas zur?ckhaltende Bemerkung zu den Beschleunigern. Die prinzipielle Idee dieser Ger?te und der Experimente ist mir jedoch klar, sodass ich mich durchaus in der Lage f?hle, auf diese Experimente zu verweisen. Wenn Details interessieren (Ring- oder Linear-), dann lese ich's halt nach. Na und ? Ich kann und will nicht Experte f?r alles sein. Was Aufrichtigkeit mit Polemik zu tun haben soll, kann ich aber beim besten Willen nicht nachvollziehen.

Zu deiner anderen Frage: ich habe mich leider nie f?r GPS interessiert. Ich fahre auch selbst nur einen Billigst-Wagen, der so was nicht hat. Au?erdem ziehe ich es vor, die Abk?rzungen ganz altmodisch auf den Stra?enkarten zu suchen; das macht mehr Spa?. Aber die Milit?rs brauchen so ein Zeug wohl.

Ich stelle mir vor, dass die Dinger sicher auch ohne relativistische Korrekturen schon recht genau sein k?nnen - sind ja sicher nur winzige Korrekturen. Andererseits scheint es f?r manche Zwecke aber doch zu lohnen, das Zeug noch besser zu machen. Die ART-Korrekturen zu implementieren kostet ja sicher auch Geld. So wie ich die Industrie kennengelernt habe, macht man keine Investitionen, die nichts bringen. Aber das ist alles nur nach gesundem Menschenverstand argumentiert; ich kenne diese Technik nicht wirklich. Um da gegen einen Experten zu argumentieren, der der zitierte Herr vermutlich ist, m?sste ich mir die Sache erst anlesen. Aber eigentlich interessiert mich GPS nicht so sehr. Sorry, da kann ich nicht weiterhelfen - vielleicht jemand von den anderen Teilnehmern ?

Gru?,
Conni