Comencemos con la vista clásica de un electrón utilizando un marco de referencia externo. El electrón es una masa puntual que también tiene un dipolo magnético causado por su giro. El término “girar” no significa literalmente girar, sino que el electrón actúa como un imán como si su carga eléctrica estuviera girando. El electrón es, por lo tanto, una masa de tamaño de punto con carga, que también es un imán permanente. Podemos adjuntar un marco de referencia a esta masa puntual y suponiendo que el marco no esté girando, el electrón puede ver su propio campo magnético con un efecto neto cero y los campos electromagnéticos hacen que el electrón sienta las fuerzas conocidas como fuerza de Lorentz, que combina la contribución de la campos magnéticos y eléctricos fuera del electrón.
A medida que perfeccionamos la escala de observación, observamos las características cuánticas del electrón. Aunque las fuerzas promedio que el electrón “siente” en su propio marco de referencia siguen siendo los límites clásicos discutidos anteriormente, el principio de incertidumbre afecta estas fuerzas. La interacción con los campos electromagnéticos ya no se describe por la fuerza de Lorentz y, en cambio, el electrón interactúa con los fotones. Un fotón puede voltear el giro o cambiar la energía potencial promedio del electrón.
A medida que examinamos más el electrón a aproximadamente 1 / 10,000 del tamaño de un átomo, los aspectos del campo cuántico se vuelven dominantes. La siguiente descripción puede parecer bastante extraña, pero es parte del modelo más preciso para el electrón. A esta escala, el electrón puede incluso interactuar consigo mismo, por lo tanto, el electrón puede emitir un fotón, retroceder por la emisión y luego reabsorber ese mismo fotón. El vacío cerca del electrón puede emitir un par de electrón-positrón, luego el electrón original atrae al positrón y se aniquilan entre sí, dejando al “nuevo” electrón como sobreviviente. Esto se describe en la teoría de la electrodinámica cuántica. Si aún insistimos en describir los campos electromagnéticos del marco de referencia del electrón, debemos incluir eventos como la autodestrucción por un positrón, el marco salta abruptamente al nuevo electrón.
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