Opladningen af en elektron er konstant. Under alle omstændigheder? [lukket]
On februar 15, 2021 by adminKommentarer
- Physics.SE er ikke et diskussionsforum for ikke-mainstream teorier. Derudover skal spørgsmål være selvstændige og ikke have brug for en redigering efter hvert svar, de modtager.
Svar
Hydrogenatomenerginiveauerne beregnes for en konstant negativ ladning på elektronen og en konstant positiv ladning på protonen. Hvis ladningerne skulle falde (ved at holde den samlede ladning nul), ville energiniveauerne afvige fra de beregnede (og observerede).
Mere generelt, forudsat at du accepterer kvantefeltteori som en god beskrivelse af grundlæggende partikler , afgiften er en egenskab af kvantefeltet. Årsagen til, at elektroner alle har den samme ladning, er fordi de er excitationer af det samme kvantefelt. Der er ingen mekanisme i kvantefeltteorien for, at ladningen af en elektron ændrer sig, afhængigt af om den er bundet til et atom eller ej.
Der er en forstand, hvori det kan argumenteres for, at ladningen i et hydrogenatom ændrer sig, og det er i tråd med den mekanisme, du foreslår, skønt det ikke bare er, at en elektronladning ændres, når den nærmer sig protonen. I kvantefeltsteori er objektet, som vi kalder elektronen, kun defineret i det begrænsende tilfælde, hvor det er isoleret fra alle andre partikler. I dette tilfælde er det repræsenteret af en Fock-tilstand i feltet, og denne tilstand har afgiften $ – e $ . Imidlertid er en bundet elektron ikke en Fock-tilstand. Faktisk har vi ikke en simpel beskrivelse af denne tilstand, men vi kan tilnærme den som en sum af Fock-tilstande, og det er disse ekstra tilstande i summen, der repræsenterer de virtuelle partikler.
Pointen med dette er, at der i atom vil være virtuelle elektronposronpar til stede, og hvis vi tilføjer ladningens modul, vil disse ændre summen. Dette er en meget lille effekt i et hydrogenatom, fordi bindingsenergien er lille sammenlignet med resten massen af elektronen og positronen, men det betyder, at det gennemsnitlige antal elektroner adskiller sig fra en med en lille mængde. Det betyder, at den samlede mængde tilstedeværende negativ ladning adskiller sig fra $ – e $ med en lille mængde (nettoladningen forbliver uændret på grund af den positive ladning af de virtuelle positroner).
Men betyder det, at elektronens ladning ændres, når den er bundet til et hydrogenatom? Jeg synes, dette stort set er semantisk, selvom mit svar ville være nej da strengt taget obje ct bundet til hydrogenatomet adskiller sig lidt fra en fri elektron.
Svar
Der er mange eksperimentelle bevis siden den milikanske olie dråbe. Elektronbaner måles med stor nøjagtighed i elektronstråler (og positron). Nøjagtigheden afhænger af elektronens ladning, som ikke ændrer sig, uanset hvor mange kilometer kolliderne er.
Det ville komme ud som en tilsyneladende ikke-konservering af energi i resultaterne.
LEP-eksperimenterne, der etablerede standardmodellen, ville også have helt andre resultater.
Skriv et svar