La carica di un elettrone è una costante. In ogni caso? [chiuso]
Su Febbraio 15, 2021 da adminCommenti
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Risposta
I livelli di energia dellatomo di idrogeno sono calcolati per una carica negativa costante sullelettrone e una carica positiva costante sul protone. Se le cariche dovessero diminuire (mantenendo zero la carica totale) i livelli di energia sarebbero diversi da quelli calcolati (e osservati).
Più in generale, assumendo che si accetti la teoria quantistica dei campi come una buona descrizione delle particelle fondamentali , la carica è una proprietà del campo quantistico. Il motivo per cui gli elettroni hanno tutti la stessa carica è perché sono eccitazioni dello stesso campo quantistico. Non esiste alcun meccanismo nella teoria quantistica dei campi per il cambiamento della carica di un elettrone a seconda che sia legato o meno a un atomo.
In un certo senso si potrebbe sostenere che la carica in un latomo di idrogeno cambia, ed è sulla falsariga del meccanismo che suggerisci, anche se non è semplicemente che una carica elettronica cambia quando si avvicina al protone. Nella teoria quantistica dei campi loggetto che chiamiamo elettrone è definito rigorosamente solo nel caso limite in cui è isolato da tutte le altre particelle. In questo caso è rappresentato da uno stato Fock del campo e questo stato ha la carica $ – e $ . Tuttavia un elettrone legato non è uno stato di Fock. In realtà non abbiamo una semplice descrizione di questo stato ma possiamo approssimarlo come somma degli stati di Fock e sono questi stati extra nella somma che rappresentano le particelle virtuali.
Il punto di questo è che nellatomo saranno presenti coppie di elettroni positroni virtuali, e se aggiungiamo il modulo delle cariche queste cambieranno il totale. Questo è un effetto molto piccolo in un atomo di idrogeno perché lenergia di legame è piccola rispetto al resto massa dellelettrone e del positrone, ma significa che il numero medio di elettroni differisce da uno di una piccola quantità. Ciò significa che la quantità totale di carica negativa presente differisce da $ – e $ di una piccola quantità (la carica netta rimane invariata a causa della carica positiva dei positroni virtuali).
Ma questo significa che la carica dellelettrone cambia quando è legato in un atomo di idrogeno? Penso che questo sia in gran parte semantico, anche se la mia risposta sarebbe no poiché a rigor di termini lobje ct legato allatomo di idrogeno è leggermente diverso da un elettrone libero.
Risposta
Ci sono molte prove sperimentali a partire dal petrolio milicano far cadere. Le traiettorie degli elettroni sono misurate con grande precisione nei fasci di elettroni (e positroni). La precisione dipende dalla carica dellelettrone che non cambia indipendentemente da quanti chilometri siano i collisori.
Risulterebbe come unapparente non conservazione di energia nei risultati.
Anche gli esperimenti LEP che hanno stabilito il modello standard avrebbero avuto risultati completamente diversi.
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