Dyson-Lieb-Perpetuum Mobile
Aus expliki
Das Dyson-Lieb-Perpetuum Mobile ist ein Gedankenexperiment von Hans-Jürgen Borchers und Christine Borchers. Aufbauend auf einem von Elliott Lieb bewiesenen Ergebnis aus der Quantenfeldtheorie zeigen sie das Prinzip einer Maschine, die unbegrenzt Energie erzeugen kann - ein Perpetuum Mobile.
Lieb selbst wiederum zeigte, gestützt auf Arbeiten von Freeman Dyson, dass die Bindungsenergie von N, der je zur Hälfte positiv und negativ geladenen, stabilen elementaren Bosonen, sich wie 
verhält. Dies ist schon für sich ein beunruhigendes Ergebnis, da die Bindungsenergie stabiler Materie immer proportional zu N sein sollte.
Borchers und Borchers machen den Widerspruch zu grundlegenden Annahmen über die Naturgesetze nun folgendermaßen explizit:
- Angenommen, es gäbe stabile, geladenen Bosonen A+ und B+ mit Antiteilchen A- und B-.
- Eine Maschine erzeuge nun N Teilchenpaare A+ und A-, eine andere Teilchenpaare B+ und B-. Die dafür notwendige Energie ist proportional zu N.
- Durch geeignete Wahl elektromagnetischer Felder werden jetzt zum einen A+ und B-, zum anderen A- und B- zusammengeführt und gesammelt.
- Die Bindungsenergie dieser beiden Systeme ist jeweils , das Hinzufügen eines weiteren Teilchenpaars setzt eine Energie von
frei.
Damit ist es klar, dass ab einem bestimmten N dieser Versuchsaufbau unbegrenzt Energie erzeugt.
Borchers und Borchers diskutieren dann mögliche Mechanismen, die die Funktion des Versuchsaufbaus beinträchtigen würden, meinen aber, dass keiner davon einen prinzipiellen Einwand darstelle. Ihr Fazit ist, dass dieses Gedankenexperiment beweise, dass es keine elementaren, stabilen, geladenen Bosonen geben kann.
[Bearbeiten] Literatur
- H.J. Borchers, C. Borchers, The first law of thermodynamics and Dyson-Lieb's perpetuum mobile, Journal of Mathematical Physics Vol. 44, Iss. 10 (2003), DOI:10.1063/1.1607515, Preprint
- E.H. Lieb, J.P. Solovej, Ground State Energy of the Two-Component Charged Bose Gas, Communications in Mathematical Physics, Vol. 252 (2004), Preprint
