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1 Die Grundlagen der Quantinotheorie

1.1 Einführung

1.1.1 Der Gegenstandsbereich der Theorie

Die Quantinotheorie ist eine physikalische Theorie in deren Zentrum ursprünglich nur die elektromagnetische Kraft stand. Sie entstand aus dem Bestreben heraus zu verstehen, wie die Elektrodynamik unterhalb des abstrakten Differentialgleichungssystems der Maxwellgleichungen tatsächlich funktioniert. Es zeigte sich, dass es in der Tat einen einfachen, ausgesprochen anschaulichen Mechanismus gibt, der im Prinzip auch ohne Kenntnisse höherer Mathematik verstanden werden kann und welcher sofort begreiflich macht, warum es den Magnetismus gibt und wieso es vollkommen natürlich ist, dass sich Licht unabhängig von der Relativgeschwindigkeit von Sender und Empfänger immer mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt. Die Quantinotheorie ist jedoch keine neue spezielle Relativitätstheorie. Vielmehr steht die Quantinotheorie unter ihr, genau wie sie unterhalb der Maxwellschen Elektrodynamik steht. Sie bildet damit eine anschauliche Begründung beider Theorien.

Die Quantinotheorie ist jedoch weit mehr als nur die Basis für die relativistische Elektrodynamik. Nachdem diese verstanden war, zeigte sich sehr schnell, dass die Quantinotheorie einen geradezu spektakulären, völlig neuen Ansatz bietet, die noch offenen Fragen der Physik anzugehen. So war es für den Autor eine große Überraschung, als er erkannte, dass sich die Schwerkraft zwanglos durch die Quantinotheorie erklären lässt und dass es sich bei der Gravitation ganz offenbar um eine nicht abgeschirmte Restwechselwirkung der elektrischen Kraft handelt. Sie tritt immer dann auf, wenn zwei entgegengesetzt gleich große Ladungsmengen unterschiedliche Geschwindigkeitsvarianzen aufweisen, während eine magnetische Kraft aus einem abweichenden Geschwindigkeitsmittelwert - einem Strom - resultiert. Die Erkenntnis, dass Gravitation und damit schwere Masse durch unterschiedliche Geschwindigkeitsvarianzen zweier Ladungsmengen entsteht, führte fast zwangsläufig zu der Feststellung, dass schwere Masse Energie - oder präziser ausgedrückt ein thermodynamisches Ungleichgewicht - enthält.

Die Erkenntnis, dass schwere Masse thermische Energie auf subatomarer Ebene ist, führte schließlich dazu, darüber nachzudenken, wodurch träge Masse entsteht und weshalb diese zur schweren äquivalent ist. Bemerkenswerterweise ermöglichen die Grundannahmen, die ursprünglich nur zur Erklärung der Elektrodynamik gedacht waren, auch die Herleitung des zweiten newtonschen Gesetzes! Die Eigenschaft der Quantinotheorie relativistische Elektrodynamik und newtonsche Mechanik miteinander zu vereinen, sowie die Tatsache, dass die Quantinotheorie eine anschauliche, dreidimensionale Theorie ist, die in ihrer Bildhaftigkeit so schon Ende des neunzehnten oder Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts hätte entwickelt werden können, beseitigen jeden Zweifel des Autors an ihrer Stichhaltigkeit.

Dieser Eindruck verstärkt sich - sofern dies überhaupt noch möglich ist - durch die Tatsache, dass die Quantinotheorie ganz offensichtlich eine anschauliche Erklärung für die so sonderbar erscheinenden Regeln der Quantenelektrodynamik liefert und ein tiefgreifendes Verständnis des Welle-Teilchen-Dualismus ermöglicht. Die anschauliche Deutung des quantenmechanischen Doppelspaltexperimentes ist das aktuellste Highlight der Quantinotheorie.

1.1.2 Die Axiome der Quantinotheorie

Abbildung 1.1.2.1: Beispiel einer gleichförmig bewegten Elementarladung (schwarzer Kreis), welche Quantinos emittiert (rote Punkte).
Die Quantinotheorie ist so einfach, dass sie sich mit wenigen Sätzen beschreiben lässt. Ihre Grundidee besteht in der Vorstellung, dass alle Materiebausteine sowie Photonen aus unteilbaren positiven und negativen Elementarladungen zusammengesetzt sind. Diese Elementarladungen sind masselos und verfügen lediglich über eine gewisse, konstante Menge elektrischer Ladung. Diese elektrische Ladung führt dazu, dass eine Elementarladung permanent Partikel emittiert, die im Weiteren Quantinos genannt werden. Die Richtung dieser emittierten Quantinos ist zufällig, wobei jede Raumrichtung gleich wahrscheinlich ist. Die Emissionsgeschwindigkeit wird ebenfalls als zufällig angenommen, wobei aber davon ausgegangen wird, dass eine konstante Wahrscheinlichkeitsverteilung zugrunde liegt. Die Emissionsgeschwindigkeit kann insbesondere auch über der Lichtgeschwindigkeit liegen.

Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass Elementarladungen ein außerordentlich kleines, aber von Null verschiedenes Volumen besitzen. Trifft ein Quantino auf eine Elementarladung, so wird es von dieser absorbiert, jedoch nur dann, wenn es sich lange genug innerhalb des Volumens der Elementarladung aufhält. Durch die Absorption eines Quantinos verändert sich der Impuls der Elementarladung, d.h. sie ändert sprunghaft ihre Geschwindigkeit um einen bestimmten Betrag, der von der Relativgeschwindigkeit des Quantinos im Ruhesystem der absorbierenden Ladung abhängt. Stammt das Quantino von einer positiven Ladung und wird es von einer negativen Elementarladung absorbiert, so ist die Geschwindigkeitsänderung genau entgegengesetzt zur ursprünglichen Bewegungsrichtung des Quantinos. Trifft das positive Quantino jedoch auf eine positive Elementarladung, so ändert sich die Geschwindigkeit der Elementarladung in Bewegungsrichtung des Quantinos. Quantinos können nur mit Elementarladungen nicht jedoch mit anderen Quantinos wechselwirken. Ihre Bahn ist daher immer absolut geradlinig.

Wenn eine Elementarladung ein Quantino emittiert, so erfährt es eine Geschwindigkeitsänderung, die von der Emissionsgeschwindigkeit des emittierten Quantinos abhängt. Eine Elementarladung ist daher niemals vollständig in Ruhe. Im zeitlichen Mittel bleibt ihre Geschwindigkeit durch die Emission jedoch unverändert. Eine Änderung des Geschwindigkeitsmittelwertes kann nur durch die Absorption von Quantinos erreicht werden, was der Aussage des ersten Newtonschen Axioms entspricht.

Der Raum in dem sich Quantinos und Elementarladungen bewegen ist dreidimensional, statisch und euklidisch! Er kann weder expandieren noch schrumpfen oder sich krümmen. Zeit und Raum entsprechen dem, was sie in der newtonschen Mechanik sind. Das zweite und das dritte Newtonsche Axiom werden nicht vorausgesetzt, sondern ergeben sich als indirekte Folgen der hier angegebenen Eigenschaften, ebenso wie wahrscheinlich alle anderen Phänomene der Natur mit Ausnahme der Kern- und Elementarteilchenphysik. Diese Behauptung qualitativ als auch quantitativ zu untermauern ist Aufgabe der nachfolgenden Kapitel.