电子怎么会没有半径呢?

时间:2021-04-21 08:51:05   作者:
电子怎么会没有半径呢?这难道不意味着它们是一维的吗?一维的东西怎么可能存在于三维的宇宙中呢?

假设电子和其他基本粒子要么是小球体,要么是小点。这两种说法都不准确。事实上,经典的将电子描述为球体或点的尝试总是会导致电动力学的矛盾。

像电子这样的量子粒子没有经典的位置、动量或形状。这些属性不仅仅是一组数字,而是特定类型的函数和作用于它们的运算符。它们具有波的特性,可以扩散并自我干扰。当做了一个使位置更加局域化的实验时,可以用波函数来找出它将在何处被观测到/与仪器相互作用的概率。同样,动量在动量空间中扩散,直到实验要求它局部化。海森堡不确定性原理解释了为什么不能同时在位置和动量上有低的不确定性。一个越狭窄,另一个就越分散。

在周期性边界条件下,原子中的电子可以位于不同的原子轨道槽中,对应不同的波型。轨道上的电子更像一个振动的鼓而不是旋转的点。一旦一个轨道被填满,另一个电子也不能填满它,因为这将违反泡利不相容原理。这就是产生化学的原因。

电子怎么会没有半径呢?

在量子场论中,这种抽象甚至更进一步。量子是一个潜在量子场的表现。电子是与电子场相关的量子;光子是与电磁场有关的量子。当这些场相互作用时它取决于用来描述粒子的参照系以及它们在做什么。这些相互作用是由费曼图和相应的数学来描述的。

电子-正电子产生和湮灭的费曼图
 
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