¿Cómo es posible que un protón tenga mucha más masa (2000 veces) que un electrón pero su ‘volumen’ (longitud de onda) es aproximadamente 400 veces más pequeño?

Cuando entras en problemas más profundos en física, algunos fundamentos no tienen una respuesta. Si comprende los conceptos de geometría euclidiana, por ejemplo, se da cuenta de que algunas cosas no se pueden probar en un sistema lógico, son axiomáticas y solo deben tomarse como un hecho.

Ciertos fundamentos de la física tampoco parecen tener un “por qué”. Solo sabemos, a partir de muchas pruebas confirmadas, que son confiables. No sabemos por qué la masa es lo que es. No sabemos por qué esa cantidad cuántica si la carga eléctrica está cuantificada, o por qué tiene el tamaño específico que tiene. Es lo mismo con la masa del protón y el electrón. Quizás puedas retroceder una capa si estudias quarks y cómo se combinan para formar la materia, pero no obtendrás muchos “porqués” en la mecánica cuántica fundamental. Sabemos cómo se comportan las cosas, que tienen ciertas propiedades y que hay diferentes tipos de relaciones entre ellas. Y esas cosas no son “sentido común”.

La longitud de onda y el volumen de un protón son cantidades completamente diferentes. Además, es posible que desee comparar los diámetros de electrones frente a protones.

Sin embargo, en la mejor teoría de partículas actual, el tamaño de un protón es cero.

Un núcleo tiene una apariencia de tamaño, pero eso no se debe a ningún material sólido, sino a ciertas fuerzas nucleares y electromagnéticas ejercidas, que pueden superarse (como es el caso en los agujeros negros), por lo tanto, el tamaño de las partículas subatómicas es sin sentido en mecánica cuántica.

La masa y la energía siguen siendo significativas.

Según MC Physics, un protón se compone de 3 quarks que luego se componen de 2 mono-cargas de mayor fuerza conocida. Un electrón está formado por solo 2 o 3 de las mono-cargas de fuerza media-débil. La fuerza de carga de cada monocarga le da su inercia y su relativa ‘masa’.

Ser más ligero / más pequeño en masa significa que un electrón puede y vibrará más que un protón cargado más pesado / más fuerte, cuando se ve afectado por la misma fuerza externa. Tenga en cuenta que evité los términos ‘volumen’ y ‘longitud de onda’ por no ser útiles.

Si quieres pensarlo matemáticamente, entonces considera la ecuación para encontrar la longitud de onda de Compton de una partícula;

[matemáticas] \ lambda = \ frac {h} {mc} [/ matemáticas]

Como puede ver aquí, cuanto mayor es la masa, menor es la longitud de onda [math] \ lambda [/ math].

Otra forma de pensarlo es considerar el paradero en el átomo en el que ambos “viven”: el electrón vuela alrededor del exterior, por lo que se mueve en una esfera con un radio de aproximadamente [matemáticas] 10 ^ {- 10} [/ matemáticas ] m, mientras que el protón está confinado al núcleo por la fuerza nuclear fuerte, y debido al alcance del nuclear fuerte, está a punto de moverse en una esfera de un radio de aproximadamente [matemáticas] 10 ^ {- 12} [/ matemáticas] m. Entonces, obviamente, el radio del protón será más pequeño.

No hay una razón física que pueda darte, este es solo el punto en el que decimos “bueno, la masa de electrones es esto, la masa de protones es esto, ahora ¿cómo explican estas cosas lo que observamos?”

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