La charge dun électron est une constante. Dans tous les cas? [fermé]
On février 15, 2021 by adminCommentaires
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Réponse
Les niveaux dénergie de latome dhydrogène sont calculés pour une charge négative constante sur lélectron et une charge positive constante sur le proton. Si les charges devaient diminuer (en gardant la charge totale à zéro), les niveaux dénergie seraient différents de ceux calculés (et observés).
Plus généralement, en supposant que vous acceptez la théorie quantique des champs comme une bonne description des particules fondamentales , la charge est une propriété du champ quantique. La raison pour laquelle les électrons ont tous la même charge est parce quils sont des excitations du même champ quantique. Il ny a pas de mécanisme dans la théorie quantique des champs pour que la charge dun électron change selon quil est lié à un atome ou non.
Il y a un sens dans lequel on pourrait soutenir que la charge dans un atome latome dhydrogène change, et cest dans le sens du mécanisme que vous suggérez, bien que ce ne soit pas simplement quune charge électronique change à mesure quelle sapproche du proton. Dans la théorie quantique des champs, lobjet que nous appelons lélectron nest strictement défini que dans le cas limite où il est isolé de toutes les autres particules. Dans ce cas, il est représenté par un état Fock du champ et cet état a la charge $ – e $ . Cependant, un électron lié nest pas un état de Fock. En fait, nous navons pas une description simple de cet état, mais nous pouvons lapprocher comme une somme détats de Fock et ce sont ces états supplémentaires dans la somme qui représentent les particules virtuelles.
Le point de ceci est que dans latome il y aura des paires de positons délectrons virtuels présents, et si nous ajoutons le module des charges, cela changera le total. Cest un très petit effet dans un atome dhydrogène car lénergie de liaison est minuscule par rapport au reste masse de lélectron et du positron, mais cela signifie que le nombre moyen délectrons diffère de un par une petite quantité. Cela signifie que la quantité totale de charge négative présente diffère de $ – e $ dune infime quantité (la charge nette reste inchangée en raison de la charge positive des positrons virtuels).
Mais cela signifie-t-il que la charge de lélectron change lorsquil est lié à un atome dhydrogène? Je pense que cest en grande partie sémantique, bien que ma réponse soit non car à proprement parler lobje ct lié à latome dhydrogène est légèrement différent dun électron libre.
Réponse
Il existe de nombreuses preuves expérimentales depuis lhuile Milican laissez tomber. Les trajectoires électroniques sont mesurées avec une grande précision dans des faisceaux délectrons (et de positons). La précision dépend de la charge de lélectron qui ne change pas quel que soit le nombre de kilomètres des collisionneurs.
Cela se traduirait par une apparente non-conservation dénergie dans les résultats.
Les expériences LEP qui ont établi le modèle standard auraient également des résultats complètement différents.
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