¿El electrón tiene alguna forma?

Desde el momento de su descubrimiento, se pensaba que el electrón era una partícula puntual, subatómica y sin dimensiones, que lleva una unidad de carga negativa, – e, y no tiene componentes ni estructura interna. Todavía se cree que es una partícula verdaderamente elemental, y cuando se observan electrones, siempre se observa que son partículas.

Sin embargo, si pasa un haz de electrones a través de un cristal, en un tubo de rayos catódicos, ¡observará un patrón de difracción! Este fue uno de los primeros experimentos que mostró que las partículas obedecen las reglas cuánticas, como si estuvieran hechas de ondas.

Entonces, cada electrón tiene una onda asociada, llamada función de onda. El comportamiento de estas ondas de alguna manera afecta el comportamiento del electrón. Según la interpretación de Copenhague, el cuadrado de la amplitud de la onda, en un punto dado, es proporcional a la probabilidad de encontrar el electrón en ese punto, si se observa el electrón. Entonces, la función de onda es una onda de probabilidad, y la forma en que cambia con el tiempo viene dada por la ecuación de Schrodinger.

Ahora, la función de onda de un electrón es un ‘objeto’ extendido, que tiene una forma definida, que puede cambiar con el tiempo. Entonces, ¿deberíamos tomar la forma de la función de onda para que sea la forma del electrón? Hay un problema inmediato con esto, porque, en muchas situaciones, la función de onda puede estar muy extendida por el espacio, pero cuando se observa el electrón, parece estar todo en un solo lugar, no en absoluto. Aunque las funciones de onda pueden calcularse, en determinadas condiciones, no pueden observarse instantáneamente. La única forma de medir la función de onda es observar el comportamiento de típicamente millones de electrones idénticos, en las mismas condiciones. Entonces, es el comportamiento probabilístico de los electrones, en grandes cantidades, lo que revela la forma de la función de onda de cada uno de ellos, cuando son todos iguales. Es la única forma de determinar prácticamente las probabilidades.

Entonces, es la forma de la función de onda lo que influye en lo que hace el electrón, pero sería incorrecto decir que el electrón es la onda, porque todo lo que podemos decir es que el electrón está en algún lugar dentro de la onda, no lo sabemos donde, hasta que lo observemos, entonces sabemos exactamente dónde está.

Es similar cuando los electrones están unidos dentro de los átomos. Sus funciones de onda son como ondas estacionarias, y tienen muchas formas diferentes, cada una con una energía diferente. Hay s orbitales, que son esféricamente simétricos, p orbitales que parecen pesas, d, f y g orbitales, que tienen formas más complejas. ¿Deberíamos decir que el electrón toma la forma del orbital en el que se encuentra? Bueno, en realidad no, porque los electrones pueden ganar o perder energía y saltar hacia arriba o hacia abajo en un orbital de forma diferente. Creo que es mejor pensar que el electrón está dando vueltas por todo el lugar, dentro del orbital, pasando más tiempo en aquellos lugares donde la función de onda es grande, pero no mucho tiempo en los lugares donde es pequeño, y no hay tiempo en absoluto en los lugares donde es cero.

Entonces, ¿cómo influye una función matemática, en términos de probabilidad, en el comportamiento de una partícula, como un electrón? Bueno, creo que tengo la causalidad al revés. Son las propiedades del electrón combinadas con su entorno lo que hace que se comporte como lo hace, y la función de onda es la única forma en que podemos describir este comportamiento. La ecuación de Schrodinger es nuestra mejor herramienta matemática para describir el comportamiento de la función de onda, y todo funciona.

La teoría de la supercadena dice que un electrón es un pequeño bucle vibrante de cuerda, pero esta idea sigue siendo muy teórica.

Tuve la misma pregunta algunos años antes ………….
pero me di cuenta de que la pregunta en sí misma no es relevante porque nadie puede responderla de ninguna manera. Así que especulemos
ahora, antes de preguntar sobre la forma, hagamos una pregunta más importante:
¿Los electrones tienen un volumen?
Puede parecer idiota, pero esta pregunta abre una puerta a otra serie iterativa de preguntas estúpidas pero válidas (que es imposible de responder considerando el espacio provisto aquí). bueno, uno puede pensar que sí. Pero él / ella nunca podría probarlo, ya que es imposible que se haga clic en ese electrón (principio de incertidumbre). ¡Pero los científicos pudieron tomar una groupie! ¡y lo que dicen no era nada de lo que habían imaginado! ¡El pequeño electrón cubría un gran volumen como si formara una nube!
Entonces, si consideramos este escenario, ¡el electrón se está moviendo tan increíblemente rápido que es imposible decir si es una ola, una nube, una partícula, o qué sabe!
Pero entonces, teóricamente, cada partícula es un punto que interactúa con el campo higgs, por lo tanto, supongo que el electrón no tiene forma …

La forma del electrón es sorprendentemente redonda

Es un pequeño artículo sobre cómo los electrones son generalmente redondos, PERO desde el punto de vista de la física cuántica, tiene la forma de una onda, similar a la de la luz, así que aquí hay un artículo para eso: HowStuffWorks “Cómo funcionan los átomos”

Por lo que podemos decir, no tiene uno. Es una partícula puntual.

La medición más precisa hasta la fecha de la forma del electrón ha demostrado que es casi perfectamente esférica.

Sin forma Es como un campo oscilante. Puede ser esférico pero en realidad no.

Todas ellas partículas fundamentales como el electrón tienen la misma forma, son puntos indistinguibles sin tamaño por lo que podemos ver.