¿Cómo giran los electrones alrededor del núcleo para siempre sin ninguna alimentación de energía externa? Es una partícula y onda, pero ambas necesitan sustento para moverse / existir.

Esta pregunta fue en realidad uno de los problemas del modelo de Bohr del átomo; los electrones no pueden mantener órbitas estables alrededor de un núcleo porque las ecuaciones de Maxwell predicen que las cargas aceleradas (es decir, el electrón) emitirán ondas electromagnéticas (es decir, luz). Resulta que cuantificar los niveles de energía, donde los electrones solo existen a ciertas distancias orbitales, resuelve este problema. Las “órbitas” de electrones en la nube de electrones forman una onda estacionaria alrededor del núcleo y, por lo tanto, son estables. Las órbitas de los electrones fuera de la región permitida se autointerfieren y um … bueno, ¿por lo tanto no existen?

^ Una explicación muy “laica” de la física. Consulte un libro de texto de química cuántica si desea comprender esto a un nivel más profundo.

Pero parece que tienes una idea equivocada. Las órbitas, las ondas y las partículas no necesitan energía para sostener el movimiento. La Tierra orbita alrededor del Sol, pero no tiene nada que lo impulse. La luz viaja distancias infinitas como onda y partícula sin aporte de energía; lo que está en movimiento permanece en movimiento, dice la Primera Ley de Newton.

¿Qué tipo de sustento necesitan y por qué? ¿Por qué girar alrededor del núcleo consume energía, y qué sucede con la energía “usada”?

No es realmente cierto que los electrones giran sobre el núcleo, de todos modos. De hecho, eso les haría perder energía, por radiación electromagnética.

No intentes la dualidad onda-partícula de manera tan casual. Es una forma muy simplificada de entender que los sistemas cuánticos pueden existir en un número limitado (quizás grande) de estados, que pueden ser muy diferentes entre sí. Un solo electrón, por ejemplo, nunca es exactamente como una partícula clásica, y nunca exactamente como una onda clásica. Cuanto más se ofrezca el “wavicle” como una forma de entender, o salir de una dificultad, más sospechoso deberías ser.

Solo la vida necesita sustento para moverse y existir. Todo lo demás en el universo puede moverse y existir sin sustento.

Y eso incluye partículas y ondas.

No, no lo hacen. Es uno de los muchos comportamientos en el nivel cuántico que tienen sentido cero en el nivel en que usted y yo vivimos. Lo siento, es así.