Hay muchas evidencias de niveles cuantificados de energía electrónica en el átomo. Sin embargo, debe ser más específico sobre lo que quiere decir con evidencia de niveles de energía electrónica cuantificada fuera de los átomos.
Si considera el punto de vista moderno, el universo se rige por la teoría cuántica de campos. La mecánica cuántica es un caso especial de la teoría cuántica de campos. Ahora, según la teoría cuántica de campos, todo es interacción de varios campos que se cuantifican. La cuantización de campos conduce a partículas.
Ahora, a medida que escala y avanza hacia el mundo macroscópico, los efectos de la cuantización se vuelven menos obvios y todo parece comportarse sin problemas. Es más como ver un peine desde una gran distancia. Desde una gran distancia, el peine parecerá ser un objeto sólido, pero en una inspección más cercana los dientes individuales del peine serían visibles.
- ¿La notación nuclear para elemento se aplica también con partículas subatómicas?
- ¿Es el método de Monte Carlo 'hit and miss' aplicable a distribuciones no uniformes?
- Después de un doctorado. en física teórica, ¿cómo puedo investigar por mi cuenta sin convertirme en un doctorado o profesor?
- ¿Qué sería lo contrario de la masa (además de la falta de masa)?
- ¿Se pueden acoplar hadrones entre sí mediante gluones multipletes?
Ahora, ¿por qué creemos que el mundo está cuantizado? ¿Por qué existe incluso la mecánica cuántica o, en general, la teoría cuántica de campos? Experimentalmente, hemos observado cuantización muchas veces. Toma un átomo y dale energía, verás que el átomo se excita y su energía aumenta en una cantidad finita. Ahora, si sigues aumentando la energía al girar un botón suavemente, notarás que la energía del átomo no aumenta suavemente en correspondencia con lo que estás haciendo. La energía del átomo aumenta en pequeños saltos. Del mismo modo, si los átomos irradian o pierden energía, lo harán en pequeños saltos. Esto sugiere que los átomos absorben o irradian energía en pasos finitos llamados cuantos de energía. Esto significa que la energía se cuantifica. Por supuesto, esto está fuera del átomo. La estructura interna del átomo no tiene nada que ver con la cuantificación de la energía.
Ahora digamos que queremos evaluar por qué los electrones dentro de los átomos tienen niveles de energía cuantificados. Cuando suministra energía a un átomo, los electrones en el interior absorben esa energía y saltan a niveles de energía más altos. Más energía suministrada, más excitados se vuelven los electrones y eventualmente es posible separar los electrones de la fuerza del núcleo del átomo. Esto significa que puede crear iones al suministrar más energía a los átomos. Ahora, dado que la energía se cuantifica, los electrones después de absorber esa energía saltan al siguiente nivel de energía correspondiente al valor de los cuantos. Esta es una prueba de que los electrones también son partículas y no es como un mar de potencial negativo como se creía anteriormente. Si hubiera sido un mar de potencial negativo donde estos cuantos de energía se incrustan, el átomo no habría mostrado saltos discretos en energía y, en consecuencia, no formaría iones.
Entonces tienes partículas discretas que absorben o irradian energía discreta. Esta es la interacción de energía y materia que sugiere la teoría moderna del campo cuántico. No hay niveles cuantificados de energía electrónica dentro de los átomos que los electrones puedan ocupar. Esa imagen es vieja y un poco inexacta. Toda la evidencia experimental que existe y se puede encontrar en la literatura se debe básicamente a los fenómenos discutidos anteriormente. Los electrones son partículas unidas al núcleo del átomo a través del intercambio de fuerza que media las partículas de bosón. Absorben o irradian cuantos de energía (nuevamente partículas) para que ellos mismos se exciten o regresen al estado fundamental en saltos finitos. Esta es la evidencia más profunda de cuantización en la naturaleza. La radiación del cuerpo negro, los patrones espectrales, etc. son manifestaciones diferentes de este fenómeno simple.
