Tengo curiosidad sobre los derechos de propiedad intelectual que entrego publicando aquí. Por esa razón, no publicaré la teoría que responde la pregunta directamente, y mantendré mi respuesta al mínimo.
Perdone mi punto de vista contrario, pero permítame describir cómo es imposible responder a esta pregunta apelando al Modelo Estándar de Física de Partículas [SM]. Con mis disculpas a los Dres. Toth, Rachford, Buckley y sus estimados colegas: dado el SM, esta ni siquiera es una pregunta significativa.
Primero, el SM asume que los bloques de construcción de electrones y todos los cuantos son puntos geométricos, descritos por el Dr. Toth como “excitaciones en un campo cuántico”, no tienen dimensiones.
Pauli, Goudsmit y Uhlenbeck mostraron que los electrones tienen tanto el momento magnético como el momento angular. Son pequeños imanes giratorios. “Cualquier carga eléctrica giratoria que se extienda sobre un espacio más grande que un punto geométrico , por supuesto, posee esta propiedad magnética”. [Cursiva añadida, DL Anderson, El descubrimiento del electrón, p.121] Una partícula geométrica del tamaño de un punto ( o excitación) no puede hacer tal cosa. Uno podría estar inclinado a pensar que este hecho terminaría la discusión teórica sobre las partículas, al menos los electrones, como fuentes puntuales, pero … no, para nada.
Richard Feynman lidia con el problema en sus conferencias , abordando directamente el argumento único que podría obviar totalmente toda la dicotomía onda-partícula. “Quizás el electrón tiene algún tipo de trabajo interno … que aún no conocemos … que si entendiéramos, eliminaría nuestra ‘incertidumbre'”. Feynman se desespera. Como creemos que es imposible, “La física ha renunciado al problema … ¡Sí! la física se ha rendido. ”[cursiva omitida, Feynman, Lectures on Physics, vol. 3, págs. 1-10] Sin duda, esta realización debe haber sido un poco desalentador para un caballero tan implacablemente creativo, innovador y perspicaz como el Dr. Feynman.
La verdad es que los electrones deben tener dimensiones y, por lo tanto, deben tener estructura, algún tipo de trabajo interno. Y cualquiera que sea el modelo que elijamos para esa estructura, debe abarcar las cualidades y propiedades conocidas de todos los electrones al mismo tiempo. Los electrones no deberían tener que moverse entre partículas u ondas dependiendo de nuestra interacción. Siempre son los dos. Cualquier modelo que elijamos debe tener una estructura interna singular que explique la dualidad onda-partícula. El modelo de punto geométrico no solo no tiene en cuenta la dicotomía onda-partícula, con respecto al electrón, tiene problemas mucho mayores. El primero es el ‘problema del infinito’ que actualmente se conoce como ‘divergencia’ (Penrose) cuando nuestros cálculos teóricos y nuestras observaciones de la realidad ‘divergen’ de manera catastrófica.
Sabemos que la carga de un electrón es negativa, y que su carga aumenta cuanto más nos acercamos a ella. Si, como afirma la teoría cuántica, un electrón es infinitamente pequeño, entonces podemos acercarnos infinitamente, donde su carga se vuelve infinita. Como la energía y la masa son intercambiables, si un electrón puede tener una carga infinita, ¿también puede tener una masa infinita? Doh! ¡Espere! Se pone peor.
Como las cargas se repelen, si un electrón cargado negativamente no tiene ningún componente positivo, ya que se vuelve infinitamente pequeño, con una carga infinita, ¡se repele infinitamente! ¡Un paso atrás! Tiene que explotar.
Pero no lo hace. ¿Y por qué no? Necesitamos una nueva teoría que abandone el supuesto de la fuente puntual. Ese no es el modelo estándar. ¡Teoría de cuerdas al rescate! Los modelos de cadena tienen una clara ventaja sobre las hipótesis de fuente puntual en que evitan el “problema de infinito” al tener un extremo positivo y uno negativo. ¡Uno no puede acercarse infinitamente a ambos extremos a la vez! En ausencia de un modelo mecánico viable de la estructura interna de los cuantos, que la teoría de cuerdas ofrece, aunque vaga e imprecisamente, la teoría de cuerdas tiene poco más que recomendar.
Simplemente tiene mucho más sentido. Hay una distancia adecuada para el diámetro de una partícula, la longitud de una cuerda, en el que coinciden la teoría y la medición. Si suponemos que se trata de la longitud de la cuerda o del diámetro de la partícula, la teoría y la observación están de acuerdo con un notable grado de precisión.
Las fuerzas internamente repulsivas que se acumulan dentro de un electrón de tamaño puntual cargado negativamente lo convertirían en pedazos, mucho antes de que se volviera infinitamente pequeño. Los físicos generalmente tienden a ignorar este problema de infinito con sus hipótesis de partículas puntuales, porque hay una manera de solucionarlo. Restamos la respuesta incorrecta (infinito) e insertamos el número que ‘debería’ estar allí, un número que realmente medimos. Si bien los físicos se refieren a este procedimiento innovador como “renormalización”, en cualquier otro esfuerzo generalmente se llama “cocinar los libros”. Afortunadamente, tenemos un número correcto derivado del análisis empírico y el experimento que podemos usar, por lo que la teoría y el experimento coinciden impecablemente. ¿Eso significa que todo está bien y termina bien? No, en absoluto. Nuestra construcción puramente teórica que nos ha fallado tan miserablemente sobrevive intacta. Pero al menos nos ahorramos el problema de discernir la verdad, lo que requeriría abandonar el SM y formular una hipótesis completamente diferente.
Si los electrones en realidad son partículas puntuales, obviamente no nos daríamos cuenta. Todo, antes que nosotros, se habría descombobinado espontáneamente, se auto-borró, habría sido totalmente aniquilado, hace eones. Ahora, la electrodinámica cuántica [QED] tiene muchos puntos muy buenos *, pero la falla que ocurre, cuando se supone que las partículas son fuentes puntuales, es un ácaro por encima. Uno recuerda una vieja canción de cuna: “Cuando es bueno, es muy, muy bueno. Cuando es malo, es horrible “. [Nota:” QED es probablemente la teoría más probada en física “. -Haim Harari, (Sci.Am. (compilación)) Abr 1983 en Partículas y fuerzas en el corazón de la materia. p.208 qv]
Si los electrones tienen masa, deben tener dimensiones. Y definitivamente tienen masa, alrededor de diez mil millonésimas de millonésima parte de un gramo. Eso significa que los electrones deben tener dimensiones. El hecho de que un electrón sea demasiado pequeño para resolverse visualmente en otra cosa que no sea un punto, no es razón para suponer que un punto es todo lo que hay. Si decimos, porque no podemos ver algo, no existe, o si no podemos medir las dimensiones, no hay ninguno, eso convierte la incertidumbre en certeza. Demasiado inteligente a la mitad! La ignorancia no puede ser enmarcada ciencia!
Sabemos que los electrones se comportan como ondas y partículas, porque lo son, siempre deben ser ambas cosas, simultáneamente. Típicamente, estas dos propiedades se ven como características ‘conjugadas’ claramente diferentes, complementarias, mutuamente excluyentes. Si un electrón tiene que ser tanto una onda como una partícula, ¿por qué no ambas al mismo tiempo? Todo lo que requiere es imaginar una estructura apropiada que sea un compuesto de onda y partícula. En la práctica, los físicos orientados matemáticamente menosprecian la validez de la visualización como un enfoque de la física cuántica y subcuántica. Esto se debe en parte a que las cuatro dimensiones generalmente se rechazan por ser demasiado limitadas para poder expresar las complejas relaciones de los cuantos. Antes de continuar, alguna ‘perspectiva’ del Dr. Feynman:
“Las cosas a muy pequeña escala se comportan como nada de lo que tienes experiencia. No se comportan como olas, no se comportan como partículas, no se comportan como nubes, o bolas de billar, o pesas en resortes, o como cualquier cosa que hayas visto alguna vez “. [Feynman, Lectures … Vol. 3, págs. 1-1] O puede agregarse, cualquier cosa que aún no hayamos imaginado.
Sin embargo, todas las partículas —como se comporten— se comportan al menos en un aspecto, exactamente de la misma manera: como partículas y como ondas simultáneamente. Feynman articula claramente el enigma. “Las cosas en una escala muy pequeña comparten muchas similitudes con el comportamiento de las ondas y las partículas, pero definitivamente no son ninguna. Y, sin embargo, son partículas y ondas al mismo tiempo “. [Ibid., Feynman, Lectures … Vol. 3, págs. 1-1]
Comprender la dualidad onda-partícula percibida de las partículas subatómicas, los cuantos, ha sido un foco de la física desde el siglo XVII. La pregunta, si los cuantos son ondas o partículas, se ha hecho durante mucho tiempo sin una respuesta satisfactoria. Quizás, eso se debe a que la dicotomía “quanta son ondas o partículas” es falsa. Como Richard Feynman deja muy claro, las partículas son “definitivamente ninguna”, siempre ambas. Todo lo que se requiere es un modelo razonable que tenga en cuenta, que concuerde, ilustra este hecho. En realidad, tengo un modelo 3-D muy simple y adecuado, pero encuentro que no puedo publicar una foto de él.
Actualmente la respuesta simple a su pregunta es: No.
Bueno, en realidad hay una muy simple y directa, pero ya tiene más de 200 páginas y aún no está terminada. Manténganse al tanto. Las implicaciones son absolutamente impresionantes.
