De lading van een elektron is constant. In elk geval? [gesloten]
Geplaatst op februari 15, 2021 door adminReacties
- Physics.SE is geen discussieforum voor niet-reguliere theorieën. Bovendien moeten vragen op zichzelf staan en hoeven ze niet te worden bewerkt na elk antwoord dat ze ontvangen.
Antwoord
De energieniveaus van het waterstofatoom worden berekend voor een constante negatieve lading op het elektron en een constante positieve lading op het proton. Als de ladingen zouden afnemen (de totale lading nul houden), zouden de energieniveaus verschillen van de berekende (en waargenomen).
Meer in het algemeen, aangenomen dat je de kwantumveldentheorie accepteert als een goede beschrijving van fundamentele deeltjes is de lading een eigenschap van het kwantumveld. De reden dat elektronen allemaal dezelfde lading hebben, is omdat ze excitaties zijn van hetzelfde kwantumveld. Er is geen mechanisme in de kwantumveldentheorie voor de lading van een elektron om te veranderen afhankelijk van of het al dan niet in een atoom is gebonden.
Er is een betekenis waarin men zou kunnen stellen dat de lading in een waterstofatoom verandert, en het is in de trant van het mechanisme dat u suggereert, hoewel het niet alleen is dat een elektronlading verandert als het het proton nadert. In de kwantumveldentheorie wordt het object dat we het elektron noemen strikt gedefinieerd alleen in het grensgeval waarin het is geïsoleerd van alle andere deeltjes. In dit geval wordt het weergegeven door een Fock-status van het veld en deze staat heeft de lading $ – e $ . Een gebonden elektron is echter geen Fock-toestand. In feite hebben we geen eenvoudige beschrijving van deze toestand, maar we kunnen het benaderen als een som van Fock-toestanden en het zijn deze extra toestanden in de som die de virtuele deeltjes vertegenwoordigen.
Het punt hiervan is dat er in het atoom virtuele elektronen-positronenparen aanwezig zullen zijn, en als we de modulus van de ladingen optellen, zullen deze het totaal veranderen. Dit is een heel klein effect in een waterstofatoom omdat de bindingsenergie klein is in vergelijking met de rest massa van het elektron en positron, maar het betekent wel dat het gemiddelde aantal elektronen een klein beetje verschilt van één. Dat betekent dat de totale hoeveelheid aanwezige negatieve lading verschilt van $ – e $ met een kleine hoeveelheid (de nettolading blijft onveranderd vanwege de positieve lading van de virtuele positronen).
Maar betekent dit dat de lading van het elektron verandert als het wordt gebonden in een waterstofatoom? Ik denk dat dit grotendeels semantisch is, hoewel mijn antwoord nee zou zijn aangezien strikt genomen het obje is ct gebonden aan het waterstofatoom verschilt enigszins van een vrij elektron.
Antwoord
Er zijn veel experimentele bewijzen sinds de Milican-olie laten vallen. Elektronentrajecten worden met grote nauwkeurigheid gemeten in elektronen- (en positronen) bundels. De nauwkeurigheid hangt af van de lading van het elektron, die niet verandert, ongeacht hoeveel kilometer de colliders zijn.
Het zou naar voren komen als een schijnbaar niet-behoud van energie in de resultaten.
De LEP-experimenten die het standaardmodel tot stand brachten, zouden ook totaal andere resultaten hebben.
Geef een reactie