Der Partikel-Zoo von Star Trek

[irony]

Welche Partikel (Teilchen) im Star Trek-Universum sind aus Science-Fiction-Sicht wirklich interessant bzw. sinnvoll?

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Nach dem Standardmodell der Elementarteilchenphysik hat man sechs verschiedene Quarks und sechs Leptonen. Quarks und Lepton sind fermionisch, haben also halbzahligen Spin. Hinzu kommen jeweils die Antiteilchen.

Die bekanntesten Leptonen (leichte Teilchen) sind das Elektron bzw. Positron und das instabile Myon, sowie Neutrinos.

Hinzu kommen noch die Austauschbosonen der vier Wechselwirkungen mit ganzzahligem Spin
- Gravitation: Graviton mit Spin 2
- Elektromagnetische WW: Photon
- Schwache WW: drei Vektorbosonen
- Starke WW: Gluonen

Interessant ist z.B. auch die schwache WW, da nur durch sie Quarks in andere Quarks umgewandelt werden können und so überhaupt Neutronen aus Protonen im Inneren von Sternen entstehen.

Bis auf das mit dem LHC am CERN gesuchte Higgs-Boson ist das Standardmodell in gewisser Weise "komplett".
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Wichtig für das Star Trek-Universum ist der aus der realen Physik entnommene Gegensatz Materie/Antimaterie, mit dem z.B. der Warpantrieb und die Sprengköpfe der Photonentorpedos funktionieren.

Die Frage ist: Was braucht Star Trek sonst noch um wirklich interessante, halbwegs schlüssig nachvollziehbare Phänomene zu beschreiben, und was ist reiner Technobabble ohne Substanz?

[McWire]

Ich antworte später nochmal genau dazu, muss gerade wiedermal paar Formulare von Behörden ausfüllen*nerv*

Eine Übersicht der existenten Partikel findet man unter Liste der Partikel ? Memory Alpha

Den und die einzelnen Partikel-Artikel habe ich größtenteils selbst und alleine verfasst, dort ist in den HGI auch erklärt, welche realwissenschaftlichen Gedanken ich mir als Grundlage dieser Partikel gemacht habe.

[Agent Scullie]

Ich antworte später nochmal genau dazu, muss gerade wiedermal paar Formulare von Behörden ausfüllen*nerv*

Eine Übersicht der existenten Partikel findet man unter Liste der Partikel ? Memory Alpha

Den und die einzelnen Partikel-Artikel habe ich größtenteils selbst und alleine verfasst,

den Abschnitt "Eichbosonen (Quanten)" solltest du aber überarbeiten. Eichbosonen sind keine virtuellen Teilchen, sondern können alle (nicht nur die Photonen) als reale oder virtuelle Teilchen auftreten. In Carlo Rubbias Experiment zur Überprüfung der elektroschwachen Theorie wurden z.B. reale W- und Z-Bosonen erzeugt. Reale Gravitonen gibt es als Gravitationswellen, reale Gluonen als Glueballs. Das hängt damit zusammen, dass alle kräftetragenden Felder relativistisch sind, und relativistische Felder Strahlungslösungen haben, die sich in der QFT als reale Teilchen erweisen. In der QFt sind auch nicht nur Eichbosonen Quanten, sondern alle Teilchen. Für jede Teilchensorte gibt es ein Feld (z.B. für Elektronen ein Elektronenfeld, beschrieben als Dirac-Feld), von dem das Teilchen ein Feldquant ist.

[McWire]

Welche Partikel (Teilchen) im Star Trek-Universum sind aus Science-Fiction-Sicht wirklich interessant bzw. sinnvoll?

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Nach dem Standardmodell der Elementarteilchenphysik hat man sechs verschiedene Quarks und sechs Leptonen. Quarks und Lepton sind fermionisch, haben also halbzahligen Spin. Hinzu kommen jeweils die Antiteilchen.

Die bekanntesten Leptonen (leichte Teilchen) sind das Elektron bzw. Positron und das instabile Myon, sowie Neutrinos.

Hinzu kommen noch die Austauschbosonen der vier Wechselwirkungen mit ganzzahligem Spin
- Gravitation: Graviton mit Spin 2
- Elektromagnetische WW: Photon
- Schwache WW: drei Vektorbosonen
- Starke WW: Gluonen

Interessant ist z.B. auch die schwache WW, da nur durch sie Quarks in andere Quarks umgewandelt werden können und so überhaupt Neutronen aus Protonen im Inneren von Sternen entstehen.

Bis auf das mit dem LHC am CERN gesuchte Higgs-Boson ist das Standardmodell in gewisser Weise "komplett".
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Wichtig für das Star Trek-Universum ist der aus der realen Physik entnommene Gegensatz Materie/Antimaterie, mit dem z.B. der Warpantrieb und die Sprengköpfe der Photonentorpedos funktionieren.

Die Frage ist: Was braucht Star Trek sonst noch um wirklich interessante, halbwegs schlüssig nachvollziehbare Phänomene zu beschreiben, und was ist reiner Technobabble ohne Substanz?

So, dazu kommen noch folgende Partikel:

Tachyonen und Antitachyonen:

Das sind so die Standardteilchen der Scifi, wenn es darum geht irgendeinen übernatürlichen Effekt zu erklären. Sie sind im Prinzip nur das mathematische Konstrukt einer Lösung der SRT und stellen Partikel dar, die spiegelbildlich zur normalen Materie nur mit Überlichtgeschwindigkeit fliegen und nicht darunter abgebremst werden können.

In Star Trek spielen sie meistens in Verbindung mit Zeitverzerrungen oder Subraumfelder eine Rolle.
Tachyonen sind bei der Erzeugung von Transwarpkanälen nötig und man kann mit ihnen getarnte Raumschiffe oder Raumanomalien wie Anti-Zeit-Erruptionen scannen.

Sie haben genau wie normale Materie auch ein Antiteilchen, dass in Star Trek aber keine weitere Rolle spielt und nur erwähnt wurde.

Ob man sie unbedingt braucht oder nicht, kann ich nicht beurteilen, aber sie haben zumindestens einen realmathematischen Hintergrund.

Chronitonen / Antichronitonen:

Das sind hypothetisch Quanten des Zeit-Kontinuum. In Star Trek sind sie aber viel mehr als das, sie haben komplexe Eigenschaften.

Chronitonen treten in Verbindung mit temporalen Anomalien oder Phasenverschiebung auf.
Sie besitzen ein Antiteilchen, welches selbst keinen Einfluss auf die Zeit hat, Chronitonen aber neutralisieren kann.

Es sind klassische "Star Trek Teilchen", welche in anderer Scifi-Serien kaum vorkommen, man könnte sie womöglich auch durch Tachyonen ersetzen.

Verteronen:

Das sind Subraumpartikel, welche natürlicherweise als "Verteron-Knoten" in Wurmlöchern vorkommen und welche über das "Verterium-Kortenid" sich in den Warpspulen befinden und dort EM-Energie in Subraumenergie umwandeln.
Wenn man sie einer EM-Energie aussetzt, erzeugen sie eine negative Energiedichte, welche eine abstoßende Kraft erzeugt. Sie bewirken somit das Gegenteil der Gravitonen.

Sie sind essentieller Bestandteil der Subraum- und Warpphysik und sind auch vom realwissenschaftichen Standpunkt wichtig, da sie die fehlende exotische Materie in den bisherigen Warptheorien und Wurmlochstabilisierungsmethoden repräsentieren.

Tetryonen:

Sind mit Verteronen verwandte Subraumpartikel, welche immer in Zusammenhang mit Subraumfelder vorkommen. Einige Waffen- und Antriebssysteme beruhen auf diesen Teilchen.

Kommen sie mit dem Normalraum in Kontakt, zerfallen sie und wandeln sich in Strahlung und andere Partikel um.
Sie sind sozugagen zur Rückführung von EM-Energie aus dem Subraum in den Normalraum verantwortlich.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden.

Dekyonen:

Hier gilt das gleiche wie für die Tetryonen.. es sind ebenfalls Partikel die in Zusammenhang mit Zeitverzerrungen und Subraumfelder vorkommen und welche reine Technobabble-Partikel sind.

Anyonen:

Eine Partikelform unbekannter Natur, welche Chronitonen neutralisiert und Phasenverschiebungen aufhebt.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden.

Polaronen:

Eine weitere Partikelform unbekannter Natur, welche meistens in Zusammenhang mit Waffensystemen auftaucht, welche Subraumfelder wie Schutzschild überwinden kann. Zudem kann man mit ihnen unbekannte Energiefelder durchdringen.
Sie werden auch oftmals in Form technischer Geräte wie Polaronmodulator verwendet.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden.

Nadionen:

Partikel die die Grundlage von Energiestrahlwaffen wie Phaser legen. Sie werden genau wie Polaronen meistens in Zusammenhang mit Waffensystemen verwendet, haben aber im Gegensatz zu Polaronen keinen durchdringenden Effekt auf Subraumenergiefelder.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden.

Vertionen:

Diese Partikel wurden bisher nur in einer einzigen Folge benutzt und stellen eine Form von entarteter Materie dar, welche in weißen Zwergen und Neutronensternen natürlich vorkommt.
Diese Partikel dienen einer fremden Lebensform als natürliche Energiequelle und Nahrung.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden.

Omicron-Partikel:

Omicron-Partikel sind eine seltene Form von subatomaren Partikeln welche wie die Vertionen mit exotischer Energieerzeugung in Zusammenhang stehen.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden.

Metreonen:

Kommen meistens nur in Zusammenhang mit schädlichen Strahlungen oder Antialterungsmitteln vor. Ihre genaue Natur ist ungeklärt, es ist nur bekannt, dass sie in natürlicher Form als "Metreongas" vorliegen.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden.

Zu guter Letzt in meiner ersten Übersichtsliste:

Omega-Moleküle:

Omega-Moleküle sind eine exotische Materieform, welche Unmengen an Energie speichern und freisetzen kann. Eine Kettenreaktion von Omega-Zerfällen hat schädliche Auswirkungen auf den Subraum und kann auch im Normalraum große Energiemengen freisetzen.
Da sie mehr Energie freisetzen als ihre Herstellung kostet, sind sie eine Form von Nullpunktenergie/Vakuumenergie-Phänomen.

Ihre genaue Natur ist aber auch relativ unklar.

Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden. Zudem gehören sie wohl in die Kategorie "Superwaffen".

So, dass wären so die wichtigsten der fitkiven Partikel aus Star Trek. Die Liste ist aber nicht vollständig. Es sind nur die Partikel, zu denen ich bisher einen Artikel bei Memory Alpha geschrieben oder verbessert habe. Weitere Partikel können hier gerne aufgelistet und diskutiert werden.

[irony]

Hallo McWire ! Vielen Dank für diese außerordentlich ausführliche Zusammenstellung, die ich jedoch erst mal verdauen muss

Da hier ja doch einige Sachverständige sind: Das Problem mit der schwachen WW ist ja die Chiralität, die Unterscheidung von rechts und links und die Verletzung der Parität etwa beim Zerfall von Cobalt-60 oder die Verletzung der CP-Invarianz beim Kaonen-Zerfall. d.h. Kaonen und Antikaonen zerfallen nicht in identischer Weise.

Wird dieses Problem jemals irgendwo in Star Trek oder der sonstigen SF thematisiert?

[McWire]

Hallo McWire ! Vielen Dank für diese außerordentlich ausführliche Zusammenstellung, die ich jedoch erst mal verdauen muss

Da hier ja doch einige Sachverständige sind: Das Problem mit der schwachen WW ist ja die Chiralität, die Unterscheidung von rechts und links und die Verletzung der Parität etwa beim Zerfall von Cobalt-60 oder die Verletzung der CP-Invarianz beim Kaonen-Zerfall. d.h. Kaonen und Antikaonen zerfallen nicht in identischer Weise.

Wird dieses Problem jemals irgendwo in Star Trek oder der sonstigen SF thematisiert?

Die Z-Partikel (Weakonen) werden zwar in ST erwähnt, aber in anderem Zusammenhang verwendet und auf diese Thematik wird nicht eingegangen... die ST-Autoren sind ja doch eher Geschichtenschreiber denn Wissenschaftler.

[irony]

So, dazu kommen noch folgende Partikel: [...]
Omega-Moleküle sind eine exotische Materieform, welche Unmengen an Energie speichern und freisetzen kann. Eine Kettenreaktion von Omega-Zerfällen hat schädliche Auswirkungen auf den Subraum und kann auch im Normalraum große Energiemengen freisetzen. Da sie mehr Energie freisetzen als ihre Herstellung kostet, sind sie eine Form von Nullpunktenergie/Vakuumenergie-Phänomen. Ihre genaue Natur ist aber auch relativ unklar. Es sind reine Technobabble-Partikel, welche m.E. nicht unbedingt benötigt werden. Zudem gehören sie wohl in die Kategorie "Superwaffen".

Genauso kommt es im Roman "Lost Souls" im Kampf gegen die Borg auch rüber. Ein einziges Molekül enthält genauso viel Energie wie ein Warpkern. Na wunderbar. Leider kommt es offenbar nur in einer einzigen VOY-Folge vor
Die Omega Direktive ? Memory Alpha und scheidet daher beim Vergleich Star Trek vs. Star Wars aus. Angeblich hat es aus kosmologischer Sicht auch etwas mit dem Urknall zu tun Omega molecule - Memory Alpha, the Star Trek Wiki
Interessant ist, dass die Moleküle auf Starfleet-Anweisung hin generell zerstört werden müssen, damit sie nicht etwa in die Hände der Borg usw. fallen. Vielleicht steckt hier ein wenig der Kern des Ganzen. "Der Stein der Weisen", "Der heilige Gral", "Das Omega-Molekül". Eingeführt wurde das Molekül in der vierten VOY-Staffel. Dass es danach kaum - oder in VOY auch gar nicht mehr - benutzt wurde, zeigt aber, dass es den Machern wohl aber dann doch nicht so wichtig war. Und an einen konsistenten Aufbau eines Partikel-Zoos auch keiner gedacht hat.

[McWire]

Genauso kommt es im Roman "Lost Souls" im Kampf gegen die Borg auch rüber. Ein einziges Molekül enthält genauso viel Energie wie ein Warpkern. Na wunderbar. Leider kommt es offenbar nur in einer einzigen VOY-Folge vor
Die Omega Direktive ? Memory Alpha und scheidet daher beim Vergleich Star Trek vs. Star Wars aus. Angeblich hat es aus kosmologischer Sicht auch etwas mit dem Urknall zu tun Omega molecule - Memory Alpha, the Star Trek Wiki
Interessant ist, dass die Moleküle auf Starfleet-Anweisung hin generell zerstört werden müssen, damit sie nicht etwa in die Hände der Borg usw. fallen. Vielleicht steckt hier ein wenig der Kern des Ganzen. "Der Stein der Weisen", "Der heilige Gral", "Das Omega-Molekül". Eingeführt wurde das Molekül in der vierten VOY-Staffel. Dass es danach kaum - oder in VOY auch gar nicht mehr - benutzt wurde, zeigt aber, dass es den Machern wohl aber dann doch nicht so wichtig war. Und an einen konsistenten Aufbau eines Partikel-Zoos auch keiner gedacht hat.

Eigentlich kommt die "Omega-Direktive" daher, dass die Kettenreaktion dieser Moleküle die Verbindung zwischen Sub- und Normalraum unterbricht und man im Umkreis von bis zu 25.000 Lichtjahren keinen Warpantrieb oder anderen auf Subraum basierenden FTL-Antrieb mehr einsetzen kann, was das Ende der interstellaren Raumfahrt bedeutet.

[irony]

Eigentlich kommt die "Omega-Direktive" daher, dass die Kettenreaktion dieser Moleküle die Verbindung zwischen Sub- und Normalraum unterbricht und man im Umkreis von bis zu 25.000 Lichtjahren keinen Warpantrieb oder anderen auf Subraum basierenden FTL-Antrieb mehr einsetzen kann, was das Ende der interstellaren Raumfahrt bedeutet.

Ja, ursprünglich im 23. Jahrhundert und auch 2380 ist das wahrscheinlich noch sehr wichtig, aber wenn die Borg ihren Partikel 010 kriegen, wäre das vermutlich noch schlimmer als der Verlust des Subraums. Aber Du hast Recht. Die Direktive ist älter als die Kenntnis von den Borg. Die einzige Quellen-Angabe des Memory-Alpha-Artikels ist die eine VOY-Folge, ist das richtig?

[McWire]

Ja, ursprünglich im 23. Jahrhundert und auch 2380 ist das wahrscheinlich noch sehr wichtig, aber wenn die Borg ihren Partikel 010 kriegen, wäre das vermutlich noch schlimmer als der Verlust des Subraums. Aber Du hast Recht. Die Direktive ist älter als die Kenntnis von den Borg. Die einzige Quellen-Angabe des Memory-Alpha-Artikels ist die eine VOY-Folge, ist das richtig?

Ja, dieser Partikel kam nur in diese einen Folge vor. Übrigens haben die Borg diesen Partikel schon selbst synthesiert, von daher wäre die Vorenthaltung dieser Information kein strategischer Vorteil für die Föderation.

[Agent Scullie]

Eigentlich kommt die "Omega-Direktive" daher, dass die Kettenreaktion dieser Moleküle die Verbindung zwischen Sub- und Normalraum unterbricht und man im Umkreis von bis zu 25.000 Lichtjahren keinen Warpantrieb oder anderen auf Subraum basierenden FTL-Antrieb mehr einsetzen kann, was das Ende der interstellaren Raumfahrt bedeutet.

interessant wäre ja die Frage, ob dieser Effekt für immer anhält oder sich die Verbindung irgendwann wieder regeneriert

[McWire]

interessant wäre ja die Frage, ob dieser Effekt für immer anhält oder sich die Verbindung irgendwann wieder regeneriert

Also die Explosion eines einzelnen Molekül im Lantaru-Sektor hat eine Subraumanomalie hinterlassen, die auch noch im späten 24. Jh. existiert und den Sektor von Warpflügen abschneidet.

Ob diese Störung für immer und ewig hält ist unbekannt, aber zumindestens 100 Jahre scheint es doch anzuhalten.

[irony]

Also der bisherige Stand wäre, in der realen Physik werden Tachyonen diskutiert, die auch in TNG für Transwarp und irgendwelche hyperphysikalischen Scans Verwendung finden. Dann braucht man noch Verteronen für den Warpantrieb und evtl. auch noch etwas für den Phaser (d.h. Energiewaffen, Strahlenwaffen, Partikelwaffen). Alles andere ist mehr oder weniger unnötiger Technobabble. Schlimm finde ich, wenn manche xy-Partikel wie Vertionen nur in einer Folge Neue Intelligenz ? Memory Alpha ) vorkommen.

[McWire]

Also der bisherige Stand wäre, in der realen Physik werden Tachyonen diskutiert, die auch in TNG für Transwarp und irgendwelche hyperphysikalischen Scans Verwendung finden. Dann braucht man noch Verteronen für den Warpantrieb und evtl. auch noch etwas für den Phaser (d.h. Energiewaffen, Strahlenwaffen, Partikelwaffen). Alles andere ist mehr oder weniger unnötiger Technobabble. Schlimm finde ich, wenn manche xy-Partikel wie Vertionen nur in einer Folge Neue Intelligenz ? Memory Alpha ) vorkommen.

Ja, schlimm sind diese "particle of week"...

Die Anyonen wurden nur in einer Folge verwendet, um Chronitonen zu neutralisieren -> TNG "So nah und doch so fern"

Die Vertionen wie schon gesagt aus TNG "Neue Intelligenz"

Dekyonen nur in zwei Folgen: TNG "Deja Vu" und VOY "Die Parallaxe"

Die Tetryonen sind noch interessant als Partikel für Raumanomalien.

Wir könnten ja das Standardmodell der Elementarteilchen für ST-Verhältnise erweitern.


Vermittlungsteilchen der Elementarkräft:
+ Chronitonen (+Antichronitonen) als hypothetische Quanten des Zeit-Kontinuum
+ Vertionen als hypothetische Quanten der entarteten Materie

Subraumpartikel:

Verteronen, Tetryonen, Dekyonen und Tachyonen als negative oder exotische Energieform

neue Normalraumpartikelfamilie:
(Vergleichbar mit Quarks und Leptonen)

Polaronen, Nadionen und Anyonen (sowie deren Antiteilchen) als Energieform für Waffensysteme und technische Zwecke.

Omicron-Partikel, Metreonen und den Rest kann man weglassen.

[irony]

[...] Wir könnten ja das Standardmodell der Elementarteilchen für ST-Verhältnise erweitern.

Vermittlungsteilchen der Elementarkräft:
+ Chronitonen (+Antichronitonen) als hypothetische Quanten des Zeit-Kontinuum
+ Vertionen als hypothetische Quanten der entarteten Materie

Subraumpartikel: Verteronen, Tetryonen, Dekyonen und Tachyonen als negative oder exotische Energieform

neue Normalraumpartikelfamilie: (Vergleichbar mit Quarks und Leptonen)
Polaronen, Nadionen und Anyonen (sowie deren Antiteilchen) als Energieform für Waffensysteme und technische Zwecke.

Omicron-Partikel, Metreonen und den Rest kann man weglassen.

Dem kann ich mich anschließen, aber wie machen wir es mit der Dichotomie "Fermionen" versus "Bosonen"? Austauschteilchen / Vermittlungsteilchen hätten bosonischen Charakter, nehme ich an. Und die Normalraumpartikel wären dann Fermionen.