Si creo una esfera del tamaño de un virus hecho completamente de electrones, ¿cuál sería su potencial destructivo en los megatones?

Bueno, sucede que una vez calculé, solo por diversión, la energía de una esfera de electrones en el límite donde la energía requerida para agregar otro electrón excede la masa en reposo del electrón. Este es un buen límite, porque una vez que tienes tanta energía electrostática, intentar empujar otro electrón en tu nube de electrones puede producir nuevas partículas.

Las dos fórmulas que necesitamos son

[matemáticas] N> \ dfrac {20 \ pi c ^ 2 \ epsilon_0 rm_e} {3q ^ 2}, [/ matemáticas]

y

[matemáticas] E = \ dfrac {3N ^ 2q ^ 2} {20 \ pi \ epsilon_0r}, [/ matemáticas]

donde [matemática] N [/ matemática] es el número de electrones, [matemática] c [/ matemática] es la velocidad de la luz, [matemática] \ epsilon_0 [/ matemática] es la permitividad al vacío, [matemática] r [/ matemática ] es el radio, [math] m_e [/ math] es la masa de electrones y [math] q [/ math] es su carga.

El radio de un virus de ish grande es de 100 nm, o [math] 10 ^ {- 7} [/ math] m. Cuando conecto esto a las fórmulas anteriores, obtengo [math] N \ gtrsim 5.92 \ times 10 ^ 7 [/ math] y [math] E \ gtrsim 4.86 \ times 10 ^ {- 6} ~ {\ rm J} [ /matemáticas]. Como solicitó un resultado en megatones, será aproximadamente 0.00000000000000000000116 MT.


Comentario : En la versión anterior de esta respuesta, estaba fuera de 12 órdenes de magnitud al calcular [matemáticas] E [/ matemáticas]. Lo siento, usé la variable incorrecta cuando hice los números.

Los electrones parecen ser puntos, por lo que no está claro cuál sería el límite de densidad, hasta que se acerque a la longitud de Planck. Si un virus tiene alrededor de 10 ^ -7 metros, esto sería alrededor de 10 ^ 84 electrones. El número de electrones en el universo es solo alrededor de 10 ^ 80.

More Interesting

Si el magnetismo aparece cuando los electrones se mueven, ¿no deberían todos los materiales actuar como un imán (porque cada materia tiene electrones)?

¿Por qué es constante la relación carga-masa de electrones?

¿Cómo interactúan los electrones entre sí?

Si los electrones fluyen del terminal negativo al terminal positivo, ¿por qué la dirección de la corriente se toma de positivo a negativo?

Dado que los electrones tienen masa, ¿es más difícil empujar la corriente cuesta arriba?

¿Cuántos protones se bombean por moléculas de NADH en la cadena de transporte de electrones?

¿Por qué el electrón expulsado de una sustancia (metal) durante el efecto fotoeléctrico toma el curso en la dirección opuesta del fotón?

¿Cómo gira un electrón compartido durante la unión covalente?

¿Es la liberación de qué electrón estamos hablando en Beta-decay?

¿Qué pasa si de alguna manera somos capaces de determinar la posición y el momento del electrón que gira alrededor de un núcleo?

En electrónica, ¿el negro es negativo o positivo?

Cuando un fotón incide en mi ojo, excita el electrón y el electrón excitado debe remitir un fotón. ¿Por qué nada sale de mi ojo?

¿Cuáles son los efectos del desplazamiento de electrones en los enlaces de covalencia?

¿Cómo es posible que un fotón cree un par de positrones de electrones en el campo eléctrico de un núcleo?

¿Es arbitraria la definición de 'antimateria'? ¿Por qué es un electrón 'materia' y un positrón 'antimateria'?