De acuerdo a la página de la Wikipedia sobre el electrón:
El electrón no tiene conocidos de la subestructura. Por lo tanto, se define o se supone que ser un punto de partículas con un punto de carga y sin extensión espacial.
¿Punto de partícula media de la partícula no debe tener una forma, superficie o volumen?
Pero cuando busqué en Google el "electrón forma" tengo muchos resultados (como este y este) que dice que los electrones son de forma redonda.
Como ya sabemos el electrón es un punto de partículas - de esto se trata en la pregunta Qmechanic sugirió: ¿Cuál es la distribución de la densidad de masa de un electrón?
Sin embargo, un electrón está rodeado por una nube de partículas virtuales, y los experimentos en los enlaces que siempre han estado estudiando la distribución de las partículas virtuales. En particular, han estado tratando de medir el electrón momento dipolar eléctrico, el cual es determinado por la distribución de las partículas virtuales. En este contexto, la palabra forma significa que la forma de la nube de partículas virtuales no la forma de los electrones de la misma.
El Modelo Estándar predice que la nube de partículas virtuales es esféricamente simétrica por debajo de los actuales error experimental. Sin embargo, la supersimetría predice hay desviaciones de la simetría esférica, que puede ser medible. La reciente experimentals han encontrado el momento dipolar eléctrico es igual a cero, es decir, la nube de partículas virtuales esféricamente simétrica, con una precisión que es un reto el supersimétricas cálculos.
Sin embargo, hay muchas teorías diferentes sobre la basa de la supersimetría, por lo que el resultado no prueba que la supersimetría no existe - sólo se limita.
La forma de una distribución de cargas se describe en términos de multipolo de expansión, que se puede considerar como similar a la transformada de Fourier de expansión , pero en dos dimensiones. La carga total que le da la "monopole plazo", cuya interacción es esféricamente simétrica. Si hay un desplazamiento entre el centro de la distribución de la masa y el centro de la distribución de carga, tiene un momento dipolar. Una forma de moneda o en forma de cigarro de distribución tiene un valor distinto de cero cuadrupolo momento, una forma de pera, tiene una distribución de un octupole momento, y así sucesivamente. Como en el análisis de Fourier, es posible representar cualquier distribución de carga en términos de multipolo momentos, aunque de una forma con bordes afilados (como, por ejemplo, un cubo) requeriría un número infinito de términos.
El electrón no puede ser en forma de cubo, o incluso en la moneda o en forma de cigarro, debido a un teorema relativo multipolaridad y la vuelta. Un spinless partícula puede tener un monopolo momento, pero no un momento dipolar; un spin-la mitad de las partículas puede tener monopolo y momentos de dipolo, pero no un cuadrupolo momento; un spin-una partícula puede tener monopolo, dipolo, y cuadrupolo momentos, pero no octupole momentos. Un handwavy, cartoony manera de pensar en esto es que tales momentos, debe ser cuantificada a lo largo de la dirección de la partícula de spin - de lo contrario, como la partícula gira, que había promedio de cero. Si desea que los electrones de la distribución de carga a ser en forma de cigarro, como un núcleo de uranio es, sería necesario especificar que un polarizado electrón tiene más carga cerca de sus polos que cerca de su centro. Pero un spin-la mitad de la partícula no tiene ningún giro de proyección cerca de su centro, sólo hay "arriba" y "abajo". Un electrón puede tener monopolo y momentos de dipolo, pero no tiene los suficientes grados de libertad para tener alguna forma más complicada.
Además, contamos con la observación de que el electrón interacciones son casi invariantes bajo las simetrías de la paridad de la conjugación, $P$, y la carga de la conjugación, $C$. Esto limita aún más los momentos en los que están disponibles, debido a que los electrones de spin, para que los momentos dipolares debe ser acoplado, es un vector axial y no cambia de signo en virtud de $P$. Para una muy buena aproximación, a continuación, la masa de los electrones y la carga de las distribuciones puede llevar sólo un monopolo momento, mientras que su campo magnético (otro axial cantidad vectorial) puede llevar sólo un momento dipolar. Esto nos da la costumbre de juguete-modelo de imagen de un electrón como una esférica, girar el imán de barra.
Sin embargo, el electrón interacciones no son muy invariantes bajo la conjugación de la paridad y de la carga al mismo tiempo. Esta transformación, $CP$, es el operador que transforma un electrón en un positrón. Nuestro fuerte evidencia de que el universo trata electrones y positrones de manera diferente es que el universo es bastante completo de los electrones, pero contiene sólo incidental de positrones. Para llegar a este estado requiere, entre otras cosas, $CP$ violación; básicamente, cada modelo que contiene suficiente $CP$ violación a predecir eléctrica permanente momentos dipolares de los protones, electrones, neutrones y mucho más grandes que los actuales límites. Esto es lo que el Hudson y DeMille grupos han medido en las noticias, las historias que se encuentran. Pensé que DeMille en la explicación de su primer enlace fue bastante agradable.
Los electrones, y esas pequeñas cosas :-) son manejados por la mecánica cuántica. La mecánica cuántica se diferencia muy, muy mucho de la clásica, la mecánica Newtoniana y de nuestra intuición basada en nuestra experiencia.
En QM, a pesar de que el electrón se maneja como si se tratase de un cuerpo puntual, no tiene una ubicación exacta. En lugar de ello, su ubicación es descrito por una función de onda llamada $\psi(r)$. Este es un complejo campo escalar interpretarse en el espacio, así podemos describir esto como $\mathbb{R}^3\rightarrow\mathbb{C}$. Lo que hace que la imagen sea realmente interesante, esta función de onda tiene complejo de valores. El cuadrática, valor absoluto ($\psi\psi^*$) es la misma que es la distribución de probabilidad de la ubicación de los electrones en un lugar específico.
La integración de los $\psi\psi^*$ en un volumen da la probabilidad de que el electrón existe en ese volumen.
Como un clásico de la intuición de nosotros podría imaginar que como si el electrón fueron algunos como una "nube", con densidades diferentes en el espacio. Como una posible interpretación de la "forma de la electrónica", podemos imaginar la función de onda o de la distribución de probabilidad, o incluso podríamos imaginar esta "nube".
Así, incluso podríamos calcular esto, a pesar de que no son los más simples cálculos. Y a partir de la densidad calculada imágenes, podemos generar imágenes visibles. Así:
Estas son formas de electrones alrededor de los núcleos atómicos. Pero también los hay de muy diferentes de las distribuciones así, por ejemplo, una de electrones libres en un experimento de doble rendija es muy distinta a la de la función de onda.
Nadie, nunca directamente visto un electrón, y es muy posible que nunca nadie lo hará. Pensar en él como un brillante poco pinball es tanto un error como para pensar que es como un resumen de infinitesimalmente pequeño "punto" con ciertas propiedades. Para añadir a la confusión, dependiendo de cómo se "mira" el electrón, puede aparecer como una partícula (lo que implica que algunos de tamaño finito y una forma definida) o puede aparecer como una ola de algún tipo. Como una ola, se puede hablar de las "nubes" de electrones de los orbitales alrededor de un átomo, que no son físicas cosas pero las representaciones de las probabilidades. Mirando a un electrón como un pinball o como una ola/de la nube puede ser útil en ciertas situaciones, pero no es una verdad absoluta.
Respuesta corta: no, los electrones no tienen una "forma", al menos en el sentido de "se parece a un pinball o ...".
Un electrón no es un punto de partículas. Punto de partículas no existen. El mundo está regido por la mecánica cuántica, que describe la física de los sistemas en términos de mecánica cuántica observables, los cuales están representados por Hermitian operadores. Diferentes características observables representan diferentes maneras en las que se puede interactuar con un determinado sistema y copiar la información. Por ejemplo, un tubo fotomultiplicador puede ser útil para saber si hay más de N fotones de energía en algunas región para un cierto valor de N.
Si usted considera que algunos región finita se puede medir de un observable que le dará información acerca de si hay un electrón en esa región. Pero que la región no puede ser arbitrariamente pequeño. Una limitación es que la medición en una región más pequeña requiere poner más energía en la región y en algún punto de la energía necesaria para hacer que es tan grande que se crea un agujero negro. Puede haber otras limitaciones físicas que poner antes de llegar a ese nivel.
¿Cómo debemos interpretar las demandas sobre los electrones de la forma? Tal afirmación significa que a la hora de medir si un electrón cuando un electrón se encuentra con algunos de alta precisión, se obtiene una distribución esférica de los resultados para algunos precisión suficiente para descartar alguna teoría supersimétrica.
Usted podría pensar algo así como "no Podríamos decir que el electrón está en algún punto en particular, pero no en otros y simplemente no puedo decir exactamente de donde es?" Esa idea no coincide con la realidad, porque si queremos predecir la electrónica de la posterior evolución tiene que dar cuenta de las características observables que no representan el electrón está en un punto en particular, como impulso, ya que los objetos aparecen en el Hamiltoniano.
La afirmación de que el electrón no tiene conocidos de la subestructura es correcto, pero lo que se quiere decir no es que el electrón está en un punto en particular, sino simplemente que no tiene subsistemas que puede cambiar de forma independiente. Un sistema compuesto, como un bolígrafo, no tiene esa propiedad. Usted puede tomar el tubo de tinta de un bolígrafo y moverse de forma independiente de la carcasa de plástico. Pero no se puede hacer nada análogo con un electrón tan lejos como todo el mundo sabe.
Para algunos materiales pertinentes que ver
http://arxiv.org/abs/1204.4616
http://arxiv.org/abs/quant-ph/9906007
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