¿Está realmente un electrón en algún lugar espacial en cualquier momento o solo hay una distribución de probabilidad?

Preguntar si un electrón “realmente” existe en una ubicación espacial definida es una pregunta filosófica. La mecánica cuántica en sí misma no proporciona una respuesta a esta pregunta, o al menos no es única. Existen múltiples interpretaciones de la mecánica cuántica, y dan diferentes respuestas a esta pregunta.

Por ejemplo, según la interpretación de De Broglie-Bohm, el electrón tiene una posición objetiva definida en todo momento. El valor de esta posición, sin embargo, en principio está oculto para nosotros. Esta no es una interpretación popular, pero ahí está.

La interpretación de Copenhague, por otro lado, es la interpretación más común, así que centrémonos en eso. Según esta interpretación, el electrón ni siquiera tiene un valor de posición bien definido, independiente de un acto de medición. La posición es un concepto clásico cuyo significado habitual se descompone en la escala mecánica cuántica. No se puede suponer que la posición de un electrón tiene un valor objetivo definido, excepto en la medida en que se haya medido.

De hecho, incluso cuando se mide, la posición de un electrón nunca se determina exactamente. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, siempre existe una indeterminación inherente en la posición, y es imposible, incluso en principio, localizar perfectamente la posición. Por lo tanto, un electrón nunca tiene una ubicación espacial única y exacta. Eso dice la interpretación de Copenhague.

No. No es una distribución de probabilidad. Es el total de la función de densidad de sus propiedades. Hasta el infinito.

Por ejemplo, tiene una densidad de corriente y una densidad de carga. Estas son propiedades reales, no eventos. La densidad electrónica interna del litio protege el electrón externo del núcleo.

Los electrones no apareados en orbitales simétricos no esféricos pueden tener densidades de corriente. Se pueden acoplar a campos magnéticos. Estos no son eventos, son interacciones físicas.

Cada electrón unido es ese conjunto de mapas de propiedades dinámicas que llamamos orbitales. Los electrones libres son un mapa de distribución o, más bien, mapas también.

Cuando se detecta el electrón, está en la ubicación del detector, que puede ser muy pequeño. Nunca detectamos una onda en una sola medición, solo repitiendo la medición muchas veces y observando la distribución de los resultados. Cada medición detecta una partícula puntual en un lugar específico.

No es exactamente la dualidad onda-partícula lo que la convierte en una pregunta sin sentido, pero sí, es (bajo la mecánica cuántica convencional) una pregunta sin sentido.

Está más cerca de una distribución, pero en realidad es más complicado que eso; pensarlo como una distribución funciona razonablemente bien para un solo electrón, pero cuando puede tener más de uno, esa idea se rompe. (Esencialmente, actúa más como una distribución de probabilidad sobre las posiciones de ambos electrones, por lo que puede hacer que las distribuciones de probabilidad de los electrones sean algo como “(x1 y x2) o (x3 y x4)” si tiene dos electrones, por ejemplo).

Según Copenhagen, tomar una medición perfecta de la posición localizaría perfectamente la partícula, pero también requiere una cantidad infinita de energía para realizar dicha medición, así que …

De hecho, los electones en sus órbitas se mueven como ondas, sus ubicaciones espaciales están sujetas a una ubicación de probale, se rige por la probabilidad que se define por la función de onda que describe su estado físico. Además, cualquier electrón es de comportamiento de dualidad partice y wave al mismo tiempo. De hecho, cualquier objeto en movimiento está asociado con una onda, su longitud de onda viene dada por I = h / p, donde h es constante de Planck y p el momento momentáneo del objeto.

MC Physics sugeriría que los electrones son partículas subatómicas reales reales que tienen una ubicación espacial en un momento dado. Su ubicación es solo una probabilidad para nosotros, ya que los electrones son muy pequeños y rápidos.

La confusión onda-partícula proviene del hecho de que los fotones, neutrinos, electrones, etc. llevan su propia carga electrostática que se propaga (luego mide, observamos como una onda) a medida que viajan. Hemos modelado matemáticamente ese patrón de onda, pero no debemos confundir las matemáticas para la ciencia.