Los protones y los electrones tienen espines. ¿Tienen las mismas velocidades de centrifugado?

Desafortunadamente, esta pregunta no es realmente sensata, pero quizás encuentre interesantes los motivos.

Primero, un electrón es una partícula elemental, lo que significa que, hasta donde se sabe, no está formado por ningún componente más pequeño. Un protón, por otro lado, está compuesto de quarks y gluones. Esto significa que el espín de un electrón es una propiedad intrínseca del electrón, mientras que el espín de un protón está determinado por el momento angular orbital de sus constituyentes, así como por los espines de los propios constituyentes. (La forma en que el giro de un protón se divide entre sus componentes es un tema de investigación actual …)

En segundo lugar, el giro intrínseco de un electrón no puede interpretarse como el momento angular de una pequeña bola giratoria, ya que el electrón no tiene un tamaño medible (es una partícula puntual), e incluso si intenta asignarle un tamaño (esto se intentó antes) en el siglo II), descubriría que la superficie del electrón necesitaría viajar más rápido que la velocidad de la luz para producir su momento angular observado. Entonces, no hay velocidad angular asociada con un electrón.

Este hecho fue brevemente irritante en los primeros días de la mecánica cuántica no relativista, pero surge naturalmente en la mecánica cuántica relativista / teoría del campo cuántico. En última instancia, el giro de cualquier partícula elemental se determina por la forma en que el campo que representa la partícula se transforma bajo una rotación de coordenadas, pero ese es un tema para otro foro.

Gracias a todas las respuestas.

En Wikipedia se encontraron algunas ecuaciones: el impulso de los electrones es mucho mayor que el de los protones, por lo que los electrones deberían girar mucho más rápido que los protones.

En el estudio de la estructura del átomo, por lo general, es difícil explicar por qué los electrones no caerán en la energía nuclear y los protones que tienen cargas positivas pueden unirse estrechamente. Tal vez la fuerza de interacción magnética puede explicar parte.

Todos los electrones llevan cargas negativas, también giran y tienen momentos magnéticos de electrones. Cuando dos espines de electrones son de dirección opuesta, sus momentos magnéticos se atraen entre sí, la interacción equilibra la interacción repelente causada por sus cargas eléctricas. Por lo tanto, 2 electrones y solo 2 pueden estar en un orbital atómico. Dado que el espacio está limitado fuera del núcleo, los orbitales más cercanos solo pueden permitir electrones 1S, 2S, y más lejos puede haber más direcciones de orbitales P y d orbitales.

Un protón y un electrón tienen una carga eléctrica diferente, si tienen direcciones de giro opuestas; La fuerza de repulsión magnética equilibra la fuerza de atracción eléctrica. Forman un átomo de hidrógeno.

Si el giro del protón y el giro del electrón son de la misma dirección, su interacción eléctrica y la interacción magnética se atraen, por lo tanto, júntelas para formar un neutrón.

En realidad, no sabemos si un electrón o un protón “gira” como un trompo. Pero, la analogía matemática de una carga que se mueve en un círculo, produciendo un campo magnético, es útil para nosotros como una descripción que modela las propiedades magnéticas del protón y el electrón. En realidad, pueden girar, pero las teorías más detalladas pueden explicar el campo magnético sin recurrir a las partículas que giran. Nuestra ‘visión’ del mundo subatómico se basa principalmente en modelos. Hacemos un modelo, describimos sus propiedades y cómo debería interactuar y luego tratamos de calcular las propiedades que ocurrirán si nuestro modelo es correcto. Luego ajustamos el modelo a lo largo de los años o lo reemplazamos totalmente por modelos que funcionan mejor. Así es como funciona la ciencia.

El primer modelo de un átomo tenía un átomo diferente para cada tipo de material. Así que teníamos un átomo de agua, un átomo de aire, un átomo de madera, etc. Este fue un modelo griego temprano y duró mucho tiempo porque no teníamos la capacidad experimental de refutarlo. Finalmente, nos dimos cuenta de que cada una de esas cosas no era necesariamente un átomo en su forma más pequeña, sino una molécula compuesta de átomos. El primer modelo moderno del átomo tenía los protones y electrones mezclados en una especie de modelo de muffin de arándanos. Eso fue reemplazado cuando encontramos un experimento que no coincidía con las predicciones que provenían de ese modelo. Seguimos reemplazando o actualizando el modelo. Una de las mejoras fue decidir que los electrones y protones tienen un giro, como una parte superior. Explicaba las propiedades magnéticas. Los modelos más detallados (teoría relativista) pueden explicar las propiedades magnéticas sin necesidad de tener una partícula sólida giratoria en absoluto, así que ahí la tiene. Tal vez no hay giro. Quizás el electrón ni siquiera es una partícula.

Sí, tienen la misma media vuelta. Pero debe tener cuidado al usar la palabra “velocidad”. El giro de las partículas fundamentales no es el mismo giro clásico. Sin embargo, el espín es el responsable de las propiedades magnéticas de los electrones y protones.

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