Gareth Samuel: The Structured Atom Model (2021)

Video
Gareth Samuel: The Structured Atom Model
Plattform	youtube.com
Kanal	ThunderboltsProject
URL	youtube.com/watch?v=EDxmp04h3Bo
Datum	04.07.2021
Länge	8 Minuten, 47 Sekunden

Videoskript in Deutsch

Das Strukturierte Atommodell

Das Atommodell ist lange Zeit unverändert geblieben und dennoch gibt es viele Geheimnisse, die dieses Modell nicht entschlüsseln konnte.

Einige Kernreaktionen sind sehr gut bekannt und wurden gründlich untersucht.

Man würde daher erwarten, dass wir über solche Reaktionen alles wissen und verstehen, wie die Produkte entstehen.

Ein Problem besteht darin, vorherzusagen, wie sich die größeren Atome aufspalten.

Warum spaltet sich Uran asymmetrisch, wenn der Kern einfach eine Ansammlung von Neutronen und Protonen ist, die zufällig in der Mitte durcheinander geraten? Wenn wir den einfachen Fall einer Alphateilchen-Emission untersuchen, wirft auch dies viele Probleme auf. Einer davon bezieht sich auf die Größe des Kerns selbst. Wir wissen, dass Protonen und Neutronen eine Größe haben.

Das bedeutet, dass der Kern eine Größe haben muss, die sich auf diese Größen bezieht.

Wenn wir dazu die Tatsache hinzufügen, dass im Standardmodell die Position der Protonen und Neutronen als zufällig angesehen wird, dann würde dies implizieren, dass sich die internen Protonen und Neutronen neu anordnen müssen, um ein Alphateilchen zu emittieren, um dieses zu bilden und auszuwerfen. Dies wird komplexer, wenn wir immer größere Atome untersuchen, die immer die gleichen Produkte zu produzieren scheinen. Um dies zu erreichen, müsste der Kern eine signifikante Neuordnung erfahren. Und dies erfordert Platz innerhalb des Kerns, damit sich die Teilchen an ihren richtigen Ort bewegen können. Wenn wir die Breite des Kerns untersuchen und diese mit der Breite der einzelnen Teilchen vergleichen, aus denen der Kern besteht, stellen wir fest, dass dafür einfach kein Platz ist.

Es hat den Anschein, als ob sich die Atome zu jeder Zeit in einem sehr dichten Packungszustand befinden, der keine Umlagerung der Teilchen zulässt.

Und dies impliziert, dass der Kern eine Struktur haben muss. Und daran hat Edo Kaal die letzten 12 Jahre gearbeitet und hat jetzt ein Team von Leuten, die daran arbeiten.

Unzufrieden mit den vielen Problemen mit dem aktuellen Modell stellte er sich der Herausforderung, die Struktur des Atoms neu zu definieren. Die Grundprämisse des Structured Atom Model oder kurz SAM ist schön einfach. Das Neutron gilt nicht als fundamentales Teilchen. Stattdessen wird es als Protonen-Elektronen-Paar neu definiert.

Der Kern enthält daher nur Protonen und sogenannte innere Elektronen.

Diese inneren Elektronen werden verwendet, um die Protonen zusammenzubinden und wirken wie eine Art Klebstoff.

Um zwei Protonen zusammenzubinden, benötigen wir ein inneres Elektron. Ein Proton und ein inneres Elektron entsprechen daher dem sogenannten Neutron. Insgesamt ändert sich die Ladung des Kerns nicht.

Aber der wichtige Punkt ist, dass die Kraft, die die Protonen im Kern zusammenhält, die elektrostatische Kraft ist, nicht die starke Kernkraft. Dies erklärt auch, warum ein Neutron innerhalb von 15 Minuten nach Verlassen des Kerns in ein Elektron und ein Proton und ein Antineutrino zerfällt und warum die Ladung des Neutrons null ist und seine Masse etwas größer ist als die eines Protons.

Die Kraft, die das Proton im Kern hält, zieht sich nach innen in Richtung des Zentrums der Struktur an, was zur Bildung spezifischer geometrischer Formen führt, die platonische Körper mit dreieckigen Flächen wie das Tetraeder und das Ikosaeder bilden. Diese bilden die Bausteine, aus denen die größeren Nuklearstrukturen aufgebaut sind. Das SAM-Team hat ein neues Periodensystem erstellt, das für jedes Element eine plausible Strukturkonfiguration zeigt.

Das Strukturmuster, kombiniert mit dem Prinzip der dichtesten Packung, treibt die verschiedenen beobachtbaren nuklearphysikalischen Phänomene an, einschließlich der möglichen Kernreaktionen, der Neigung zur Spaltung und der wahrscheinlichen Isotopenvariationen, die möglicherweise existieren. Es ist bekannt, dass eine Transmutation unter Laborbedingungen erfolgen kann. Aktuelle Modelle sind jedoch nicht in der Lage, eine Erklärung dafür zu geben, wie dies geschehen könnte. Das SAM-Modell enthält die Komponenten für eine theoretische Grundlage für die Transmutation von Metallen. Dies wiederum wird den Weg für die endgültige Lösung des Mysteriums der Kalten Fusion oder der Niederenergetischen Kernreaktionen ebnen.

Wir glauben auch, dass Transmutationen eine Schlüsselrolle in der Biologie spielen und auch hier kann SAM helfen, diese lebenswichtigen Prozesse genauer zu verstehen.

Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus dem SAM-Modell ist, dass die innere Kernstruktur die chemischen Eigenschaften des Elements bestimmt. Die Visualisierung des Kerns kann möglicherweise strukturelle Hinweise auf die äußere Elektronenkonfiguration liefern.

SAM konnte auch mehrere Fälle von möglicherweise fehlenden Elementen allein anhand der Stellen im neuen Periodensystem identifizieren. Sie identifizierten Strukturformen, die verwendet werden können, um Vorhersagen über die chemischen Eigenschaften dieser fehlenden Elemente zu treffen.

In der Kosmologie wird angenommen, dass die Elemente durch eine Vielzahl von Prozessen in Sternen entstehen. Die leichteren Elemente von Kohlenstoff bis Schwefel werden durch Fusionsreaktionen erzeugt, während Elemente der Eisengruppe hauptsächlich in Supernova-Explosionen entstehen und Elemente jenseits von Eisen in massereichen Sternen durch langsamen Neutroneneinfang und durch schnellen Neutroneneinfang in heftigen Wechselwirkungen von seltene Supernova-Varianten oder kompakte Sternkollisionen entstehen.

Die Erzählung über die Herkunft der Elemente wird durch das SAM-Modell in Frage gestellt. Die Erkenntnis, dass Elementtransmutationen in relativ harmlosen Umgebungen vorkommen, legt nahe, dass diese Darstellung der Kernsynthese fehlerhaft sein könnte.

Eine vom SAM-Team vorgeschlagene alternative Möglichkeit besteht darin, dass die schweren Elemente jenseits von Eisen in situ auf den Planeten erzeugt werden. Dies würde bei intensiven elektrischen Entladungen auftreten.

In diesem Zusammenhang sind elektrische Entladungen der Hauptverdächtige für das Auftreten von Transmutationen in der Erdgeologie. Eine Folge davon ist, dass die Datierung geologischer Schichten fragwürdig wird, da die Transmutation die Zerfallsrate von Elementen verändert.

SAM bietet Erkenntnisse, zu denen kein anderes Modell in der Lage ist. Sie erklären, wie jedes Element aufgebaut ist; warum sich die Isotope eines Elements voneinander unterscheiden; woher der Zyklus von 8 kommt; und warum es kaputt geht. Es erklärt nicht nur, warum Elemente nach Blei instabil werden, sondern auch, warum bei einigen Elementen Alpha-Zerfall auftritt und bei anderen jedoch nicht, und warum sich Uran-235 asymmetrisch aufspaltet und den Ursprung der Neutronen-Tropflinie.

SAM ist eine radikal andere Sichtweise auf das Atom, die einen einfachen und leicht verständlichen Ansatz mit sich bringt. Einfache Regeln schaffen die Struktur der Elemente und diese wiederum bestimmen nicht nur ihre Eigenschaften, sondern bestimmen auch, wie sie interagieren oder auf vorhersehbarer Basis in andere Elemente zerlegt werden.

Die grundlegende Annahme ist einfach, dass die Teilchen im Kern von einer Kraft gehalten werden: der elektrostatischen Kraft. Es macht die starke Kraft überflüssig und stellt auch die Existenz der vielen exotischen Teilchen in Frage, die sich Physiker ausgedacht haben. Dies ist nur ein kurzer Überblick über das SAM-Modell.

Wenn Sie an einem tieferen Verständnis von SAM interessiert sind und wie es beispielsweise erklären kann, warum bestimmte Elemente instabil sind, wie Kernreaktionen funktionieren würden, wie es Transmutationen erklären könnte, dann sehen Sie sich bitte die SAM-Playlist auf meinem Kanal an oder besuchen Sie die SAM-Website, wo Sie auch ihr neues Buch vorbestellen können.