Bei der Signalgeschwindigkeit haben wir es ja auch wieder mit Photonen oder anderen Intermediärteilchen wie Gluonen zu tun. Elektronen können ansich überhaupt nichts ausser Daten zu speichern in Form von Energie und Spinzuständen und mit anderen Teilchen zu Wechselwirken. Aber genau darauf kommt es an. Bei Halbleiterbauelementen müssen Spannungen aufgebaut werden, um Schaltungen zu ermöglichen. Dies geschieht durch Veränderung der Ladungsverteilung bzw. durch Bewegung der einzelnen (!) Elektronen. Die Elektronengeschwindigkeit begrenzt die Schaltzeiten. Davor führt kein Weg dran vorbei.
Ich glaub, dass ist auch das Problem bei einigen. Wir haben es mit Halbleitertechnologie zu tun, die auf Ladungsverschiebung bzw. Elektronenbewegung beruht. Das ganze wird also durch die Schaltzeiten begrenzt und nicht durch die Signalgeschwindigkeit, was ich als Geschwindigkeit der Wechselwirkingen der vier Grundkräfte definiere.
Wenn man das ganze empirisch definiert als Zeitdifferenz von Signalinput zu - output, so ist ganz klar die Elektronengeschwindigkeit der limitierende Faktor. Dies würde sich mit opto-nanomechanischen Chips und Spintronics ändern, da hier keine Ladungsträger verschoben werden. Die Elektronengeschwindigkeit darf nicht mit der theoretisch möglichen Signalgeschwindigkeit verwechselt werden. Nach dem Motto, vorne eine Murmel rein, hinten eine Murmel raus, alles andere interessiert nicht.
Ich versuch es zu erklären:
@freddy-fresh: So ganz stimmt das nicht. Die Murmeln bewegen sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Wie Du schon sagtest z.B mit einem Murmelumfang pro Sekunde. Damit sind sie relativ langsam. Informationen werden aber über die Murmeln hinweg übertragen. Insofern muß man hier scharf Unterscheiden. Elektronen sind langsam, wenn sie wenig Energie haben und können auch nie nach der Relativitätstheorie Lichtgeschwindigkeit erreichen. Dein Gedankenexperiment beruht klar auf einem Denkfehler. Nehme man eine Kabelstrecke von 400000 km gefüllt mit Elektronen und man drückt am Anfang ein Elektron rein, kommt hinten eins raus und das Innerhalb einer Sekunde, dann wäre die Geschwindigkeit sogar größer als die Lichtgeschwindigkeit. Dem ist nicht so. Das einzelne Elektron bewegt sich nur ein kleines Stück. Man kann das Gesamtsystem auch als ein langes Rohr verstehen, das nur ein kleines Stück nach vorne geschoben wird. Durch die Trägheit der Masse, wird man bei diesem Experiment sogar starke Zeitverzögerungen haben, da wir es mit Beschleunigung und elastischen Stössen zu tun haben, so dass das Ende des Rohres nicht innerhalb von einer Sekunde nach von katapultiert wird sondern bedingt durch die Lichtgeschwindigkeit mindestens 1,3 Sekunden braucht.
Für Halbleitertechnologie müssen sich Elektronen bewegen. Die Gesamtgeschwindigkeit eines Systems wird bestimmt durch die kleinste Geschwindigkeit. Dies ist also der limitierende Faktor. Damit ein Elektron ein Spannungspotential aufbauen kann, muß es die Position um mehrere Angström ändern.
Zum Schluß noch eins: Ein elektrischer Stromfluss wird oft deswegen mit Lichtgeschwindigkeit angegeben, da sich im Gesamtsystem bzw. im Kabel über die Zeit hinweg keine Veränderung der Spannung also im weitesten Sinne auch keine Veränderung der Ladungsträgerposition ergibt. Damit haben wir wieder die Situation eines homogenen Systemes oder Rohres, dass Stück für Stück mit unterschiedlicher Frequenz nach vorne geschoben wird und der Anfang und das Ende, der Generator und der Endverbraucher, die Geschwindigkeit vorgibt. Dies ist aber nur ein Modell und definitiv falsch bei genauer Betrachtung. Das ganze beruht also auf einer Pseudolichtgeschwindigkeit, die aber für die hohe Signalgeschwindigkeit verantwortlich ist.
Bestes Beispiel für alle, die es nicht wahrhaben wollen: ein Blitz pflanzt sich über Ionen und Elektronen als Bewegung von Ladungsträgern fort. Selbst mit blossem Auge ist der Weg eines Blitzes noch zu erkennen.
Je nachdem wie man es dreht und wendet, die Datenübertragung ist mit Elektronen langsamer, da man über Halbleiter geht. Das Rohrmodel mit der Pseudolichtgeschwindigkeit impliziert zwar eine relativ hohe Geschwindigkeitsübertragung, aber die Trägheit der Elektronen bremst auch diese stark aus, im Höchstfalle rechne ich mit 200000 km/s. (obwohl, dass natürlich schon sehr schnell ist).
Es haben also im weitesten Sinn alle recht gehabt, nur muß man vielleicht auch mal deutlicher machen, was man überhaupt meint.
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. Man geht davon aus, dass beides Ein & das Selbe ist (Nachweis: siehe Doppelspalt - Experiment)
