Elementarstrukturen der Materie: Einheitliche strukturelle Quantenfeldtheorie der Materie und Gravitation PDF
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Burkhard Heim Elementarstmktiiieii der Materie Einheitliche strukturelle Quantenfeldtheorie der Materie und Gravitation esch INSTITUT FÜR GRENZGEBIETE DER WISSENSCHAFT BURKHARD HEIM EINHEITLICHE BESCHREIBUNG DER WELT Herausgegeben von Andreas Resch 1. B. Heim: Elementarstrukturen der Materie, Bd. 1 2. B.H eim: Elementarstrukturen der Materie, Bd.2 3. W.D röscher/B. Heim: Strukturen der physikalischen Welt und ihrer nichtmateriellen Seite B. Heim/W. Dröscher/A. Resch: Einführung in Burkhard Heim: Einheitliche Beschreibung der Welt mit Begriffs- und Formelregister RESCH VERLAG INNSBRUCK 1998 Burkhard Heim Elementarstrukturen der Materie Einheitliche strukturelle Quauteufeldtheorie der Materie und Gravitation 1 3., veränderte Auflage RESCH VERLAG INNSBRUCK 1998 Manuskripteinreichung; 17. September 1978 Alle Rechte,a uch die des auszugsweisen Nachdruckes, der photographischen Wiedergabe und der Übersetzung vorbehalten. © 1980 by Andreas Resch Verlag, Innsbruck Printed in Austria Gesamtherstellung: Andreas Resch Verlag, Innsbruck 1998 ISBN 3-85 382-008-5 VORWORT Die Frage nach den Elementarstrukturen der Materie hat unter den Hochenergiephysikem im Laufe der Zeit zu einer Reihe von Theorien geführt. Als verbindendes Konzept der zur Zeit bekanntesten Theorien der Elementarteilchenphysik kann die Quantenfeldtheorie bei gleich zeitiger Anwendung von Symmetrieprinzipien( u. a. das der Eichfelder) angesehen werden. Hierzu gehören die Quantenelektrodynamik, die die Wechselwirkung von Licht und Materie beschreibt, das Weinberg- Salam-Modell, das die elektromagnetischen und schwachen Wechsel wirkungen vereinigt, das Quark-Modell, das den starken Wechselwir kungen zuzuordnen ist und die Supergravitationstheorien, mit denen man sich eine Vereinigung aller vier Wechselwirkungsfelder sowie eine Darstellung sämtlicher, bisher experimentell aufgefundener Elemen tarteilchen bei gleichzeitiger Anwendung des Prinzips der gebrochenen Symmetrie erhofft. Mit der zehndimensionalen Superstringtheorie wird schließlich noch versucht, die bei den Supergravitationstheorien aufge tretenen Schwierigkeiten zu überwinden. Mit dem Quarkmodell ist wohl der innere Aufbau der Hadronen be schreibbar, Einzelheiten über die innere Struktur der Quarks oder Lep- tonen, soweit jene existieren, lassen sich derzeit jedoch nicht angeben. Als weiteres Problem kommt hinzu, daß sich die elektroschwache und -starke Wechselwirkung von der gravitativen Wechselwirkung we sentlich unterscheiden. Auf der einen Seite stehen phänomenologische Erscheinungsformen, eingebettet in einen euklidischen Raum, auf der anderen Seite weisen Abweichungen gegenüber einer euklidischen Raumstruktur (Riemannsche Geometrie) auf physikalische Phänome ne wie Gravitationsfeld und Masse hin. So liegt gegenwärtig keine einheitliche Beschreibung aller bekannten Felder und Teilchen in einer empirisch überprüfbaren Form vor, die von einer gemeinsamen Basis abgeleitet werden kann. Zwar versuch- VI Vorwort te EINSTEIN in seinen späteren Lebensjahren den Elektromagnetismus mitteis einer mathematischen Theorie mit der Gravitation zu vereinen, hatte damit aber keinen Erfolg. Auch die nunmehr in zwei Bänden vorliegende Heimsche Theorie geht von der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) aus, beschreitet aber völlig neue Wege und unterscheidet sich daher wesentlich von den bisherigen Theorien. Die Grundidee der Heimschen Theorie ist die Darstellung physikali scher Letzteinheiten (Fundamentalteilchen) durch geometrische Grö ßen. Ihre wesentlichen Merkmale sind: 1. Existenz eines sechsdimensionalen Raumes (Rg), der Teilraum eines zwölfdimensionalen Raumes (i?i2) ist. Die physikalisch zugäng liche vierdimensionale Raumzeit (R4) liegt eingebettet im Rg. Die Transkoordinaten und haben imaginären Charakter, deren Richtung umkehrbar ist. 2. Quantelung des mehrdimensionalen Raumes infolge einer nicht unterscheidbaren geometrischen Flächeneinheit t, die etwa dem Qua drat der Planckschen Länge entspricht. 3. Neuartige Kosmologie und daraus resultierende hermitesche Viel fachgeometrie. Der im Rg liegende hermitesche Fundamentaltensor setzt sich kompositiv aus den die Vielfachgeometrie beschreibenden nicht hermiteschen Fundamentaltensoren zusammen. 4. Geometrisierung der Elementarteilchen, physikalische Interpreta tion geometrischer Terme. Im mikromaren Bereich kann der Eneigie- Impuls-Tensor proportional zu einer zu Christoffel-Symbolen gleich artigen geometrischen Größe gesetzt werden. Rein geometrische Eigen wertgleichungen werden derart gebildet. 5. Als nicht abgeleitete empirische Naturkonstanten werden in der ge samten Theorie nur y,Ä,fio und verwendet. 6. Beschreibung eines Elementarteilchens durch geometrische Größen, die im Sinne einer Dynamik interner Art zyklisch ihre Struktur ändern. 7. Ableitung der für Elementarteilchen streng gültigen Symmetriege setze und Bestimmung von deren Ruhemassen. Vorwort Vll 8. Existenz einer «Weltgleichung», deren eine Näherungskette die Ein- steinschen Feldgleichungen der ART, aber eine andere Kette von Ap proximationen die Diracschen Gleichungen der relativistischen Quan tenelektrodynamik liefert. So berücksichtigt die Heimsche Theorie den besonders in letzter Zeit forcierten Trend, dem Raum an sich mehr physikalische Eigenschaften zuzuordnen. Ob nun Physik nur von der Geometrie eines mehrdimen sionalen Raumes aus verstanden werden kann, wird die Zukunft zei gen. Aufa lle Fälle weist die mit der Erfahrung übereinstimmende Fülle theoretischer Daten der Heimschen Feldtheorie aufe in so erfolgreiches Konzept hin, daß an dieser Theorie nicht vorbeigegangen werden kann und eine intensive Beschäftigung mit ihr notwendig wird, um dem seit langem angestrebten Ziel eines einheitlichen physikalischen Weltbildes näherzukommen bzw. dieses zu erreichen. Zur Erleichterung des Studiums dieser Darlegungen hat der Resch Verlag die von Burkhard HEIM / Walter dröSCHER erstellte «Einfuh rung in Burkhard Heim, Elementarstrukturen der Materie mit Be griffs- und FormelregisteD> (1985) herausgegeben. Diese Einfuhrung enthält auch sämtliche Formeln des 2. Bandes, der 1984 erschien. Als Herausgeber dieses Bandes, der nun in einer völligen Neubear beitung vorliegt, schulde ich einen besonderen Dank Burkhard HEIM für sein Vertrauen und Walter DRÖSCHER für die Mitarbeit bei der Er stellung des Manuskripts, vor allem des in Kap. II angeführten Exi stenzbeweises des Rj2, der mittels Induktionsschluß aus dem Rg ge folgert wird, und von Kap. IV, 4 und IV, 5, sowie für das Mitlesen der Korrekturen. Mag. Priska Kapferer danke ich für die Erstellung des schwierigen Satzes. Möge diese Veröffentlichung zu einem umfassenderen Verständnis von Welt und Mensch führen. Innsbruck,2 5. März 1989 Andreas Resch VORWORT ZUR 3. AUFLAGE Die vorliegende Neuauflage von „Eiementarstrukturen der Materie, Bd. 1" wurde um einen Anhang II (Differentialbeziehung) erweitert, deckt sich aber ansonsten mit der zweiten Auflage. Durch die Einbin dung in das Gesamtwerk „Burkhard Heim; Einheitliche Beschreibung der Welt" erfährt auch dieser Band einen größeren Stellenwert in In halt und Aussage. Für ein umfassendes Verständnis ist daher die Lek türe aller drei Bände notwendig, wobei der zusätzliche Registerband vor allem mit der Einführung, dem Begriffs- und Formelregister die Lektüre und das Verständnis erleichtern kann. So darf ich dem Leser ein hohes Maß an Konzentration wünschen, um die gebotene Darstellung zu erfassen. Innsbruck, am 2. Juli 1998 Andreas Resch INHALTSVERZEICHNIS Vorwort v Inhalt ix Einführung 1 KAPITEL I DER MAKROMARE HINTERGRUND MIKROMARER PROZESSE 1. Logische und empirische Basis 9 2. Der makromare Hintergrund 14 3. Die nichthermitesche Raumzeitstruktur 23 4. Mikromare Diskontinuitäten 33 KAPITEL II DAS WELTTENSORIUM 1. Weltdimensionen 37 2. Konstruktion des Welttensoriums 52 3. Hermitesche Weltstrukturen 59 4. Gravitative Raumstrukturen und ihre Extrema 75 KAPITEL III METRONISCHE STRUKTURTENSORIEN 1. Metronische Elementaroperationen 99 2. Selektoren 115 3. Selektortheorie primitiv strukturierter Tensorien 127 4. Metronische HyperStrukturen und Metronisierungs- verfahren 136 5. Polymetrie relativer metronischer Kondensationen 147 X I nhaltsverzeichnis KAPITEL IV DIE WELT ALS HYPERSTRUKTUR 1. Strukturelle Kondensationsstufen 173 2. Hermetrieformen 192 3. Hermetrische Elementarstrukturen 212 4. Kosmogonische Konsequenzen aus dem Begriff des Weltmetrons 249 5. Hintergründe und Quellen des Quantenprinzips 266 6. Vorschau aufB and II 293 Begriffsregister 299 Anhang I: Tabellen 301 Zusammenstellung einiger theoretischer Daten stabiler und metastabiler Elementarpartikel 302 Anhang II: Differentialbeziehung 303 Namen- und Sachregister 307
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