¿Es el electrón una ‘partícula puntual’ como se supone en la mecánica cuántica?

Para todos los efectos, podemos suponer que el electrón es una partícula puntual. Los experimentos con electrones individuales en trampas Penning han puesto un límite superior de [matemática] 10 ^ {- 22} [/ matemática] metros en el radio del electrón. Eso es 1/500000000000 del radio de Bohr del átomo de hidrógeno: es muy pequeño. Al ser un límite superior, el electrón podría de hecho ser más pequeño que eso, o puede ser una partícula puntual. Por supuesto, una partícula cargada de radio de fuga es difícil de describir teóricamente, pero nuestras teorías no limitan la naturaleza.

Además, estás confundiendo la partícula con su función de onda. La función de onda de un electrón es una herramienta matemática que usamos para calcular las propiedades y predecir la dinámica del electrón. El electrón es la partícula real con las propiedades observables. La función de onda se extiende a través del espacio, porque está asociada con una distribución. La partícula en sí no se extiende, siempre se encontrará en un único punto en el espacio (suponiendo que la resolución de un instrumento sea inferior a [matemática] 10 ^ {- 22} [/ matemática] metros).

En ninguna parte se afirma formalmente que un electrón (o cualquier otra partícula fundamental) es un punto, es decir, que una partícula fundamental tiene un tamaño 0. Lo que se sabe es que una descripción de una partícula fundamental puede ignorar su tamaño (y, por lo tanto, considerarla como 0) sin efectos medibles en los cálculos derivados de sus otras propiedades e interacciones medibles.

Eso es realmente todo lo que hay que hacer. No tenemos idea de si una partícula fundamental tiene un tamaño, o si hablar de su tamaño tiene algún significado. Lo que sabemos es que las partículas fundamentales, como el electrón, no tienen un tamaño medible; y eso se debe a que hemos estado esforzándonos durante décadas para medir su tamaño, y no importa qué tan cuidadosamente lo intentemos y qué métodos usemos, obtenemos un tamaño que es más pequeño que el error inherente en las mediciones. Y ese error es mucho más pequeño que el tamaño de un núcleo, o incluso de un solo protón. Lo que podemos medir , usando variantes de los mismos métodos que empleamos con electrones, y obtener resultados significativamente superiores a los errores inherentes.

La línea inferior práctica se reduce a:

  • no lo sabemos
  • en su mayoría no nos importa;
  • en el caso de partículas fundamentales, tener un tamaño (siempre que sea más pequeño que nuestros límites de error) no cambia los resultados.

Haz de esto lo que quieras.

No, el electrón es una “partícula” que tiene una masa en reposo de 0,51 MeV, una carga de -1 y un giro de 1/2. Es un tipo de partícula llamada Lepton, obedece el principio de exclusión de Pauli y todas las leyes generales de la electrodinámica cuántica, incluida la amplitud de probabilidad de las funciones de onda, los valores esperados de posición, energía y ubicación, y la interacción de los fotones. Con eso obedece el principio de incertidumbre de Heisenberg naturalmente.

En ninguna parte hay una afirmación de que tiene una dimensión espacial. Solo hay una probabilidad de que se encuentre en un lugar determinado. Eres libre de pensar en lo que quieras; si quieres pensarlo como partícula puntual, está bien. Todo lo que es realmente relevante es que su comportamiento sigue las leyes cuánticas y tiene las características (más o menos) descritas anteriormente.

Estás mezclando dos conceptos que te llevaron a una conclusión tan errónea:

En primer lugar, ser un espacio hecho de puntos, no significa que sea discreto, porque si vuelves a la definición matemática de la topología, y lo usa toda la física, indica que el espacio está hecho de “conjuntos abiertos”. “, esos son como pequeños parches, pero con contornos borrosos, juntos abarcan el espacio, y están hechos de puntos, sin embargo, tal definición garantiza que el espacio en sí mismo es continuo, no descrea.
En realidad, no sabemos si el espacio es discreto, y de hecho hay teorías que tratan este caso, pero es una historia larga, y hasta una muy alta precesión, es continua, experementaly.

Además, olvide cualquier imagen clásica de una partícula como una bola, es una aproximación muy aproximada, olvide la función de onda, es una aproximación menos aproximada, actualmente, entendemos todas las partículas como la excitación de algún campo, imagínelo como una ola de mar, no hay sentido de saing en qué punto está, o qué tan ancho es.

Las entidades reales son percibidas por seres racionales (y sus instrumentos). Los electrones son entidades reales. Las entidades reales tienen realidad objetiva y existencia positiva en el espacio. La existencia positiva es tangible. Por lo tanto, los electrones son tangibles y tienen tamaños y formas definidas. Aunque estos son demasiado pequeños para que podamos medirlos, no significa que los electrones sean partículas puntuales intangibles.

Una vista alternativa; El electrón es una partícula fundamental, formada por tres partículas de materia 3D primarias concéntricas, una en planos perpendiculares entre sí. Si pudiéramos ver un electrón, parecería un objeto esférico nebuloso, en cuya superficie sus seis partículas de materia 3D básicas constituyentes se mueven a la velocidad de la luz en planos perpendiculares entre sí. Para más detalles, consulte el capítulo 12 de ‘MATERIA (reexaminada)’.

La partícula puntual es una aproximación en física. Nadie cree seriamente que tal cosa existe en la realidad. La noción solo es válida cuando parece que el tamaño o la forma no son significativos para el cálculo. Por ejemplo, si estamos calculando la órbita de un satélite alrededor de la Tierra, debemos tratar a la Tierra como un esferoide achatado. Si estamos calculando el movimiento de la Tierra alrededor del Sol, entonces tratamos a la Tierra como una partícula puntual. Esto hace que las matemáticas sean más fáciles, pero nadie adelgaza la Tierra. Lo mismo es cierto para el electrón, es conveniente pensarlo como una partícula puntual, pero sabemos que no puede serlo.