¿De verdad no sé por qué los átomos "decidir" para producir un fotón?

Question

Yo estaba viendo el documental Cosmos donde Neil deGrasse Tyson explicó cómo la energía de los fotones absorbidos por un átomo, lo que hace que los electrones de los átomos a subir a un estado de mayor energía.

Después dice que un átomo produce un fotón cuando los electrones caen a un estado de energía inferior, pero que no sabemos por qué sucede esto. Entendí que como "no sabemos qué es lo que provoca que esto suceda".

Es eso cierto? Y si es así, ¿hay alguna factible teorías que explican este fenómeno?

Answer 1

Sí, en el sentido de que entender el "por Qué ocurre esto?", realmente no tenemos una respuesta.

Que un electrón emite un fotón es una interacción en la que subyacen cuántica (campo) de la teoría. Este proceso tiene una cierta probabilidad de ocurrir. Y eso es todo lo que podemos decir acerca de él. Como ya sabemos, no es ningún "disparador" de la emisión, es realmente un proceso aleatorio que ocurren con una determinada probabilidad.

La esperanza de que hay una teoría de que lo hace con este tipo de el probabilismo es la esperanza de que no es una teoría de variables ocultas. De hecho, al menos una interpretación de la mecánica cuántica, la Bohmian, es tal (no locales) variable oculta de la teoría que de manera determinista predecir cuándo y qué pasa si sabíamos que el estado inicial de nuestro sistema se adapta perfectamente a esta teoría explica que el observado el probabilismo, a continuación, por nuestra ignorancia del sistema, por lo que sus predicciones no se diferencian de una "verdadera probabilístico" de la interpretación.

Por otra parte, el teorema de Bell, establece que cualquier teoría que está de acuerdo con las predicciones de la mecánica cuántica es no-local, o que no tiene ninguna único predeterminado de los resultados de la medición (no realista). Esto significa que usted no puede nunca llegar a una teoría que responde a nuestras preguntas de "por Qué?" como nos desea lo hizo, porque cada teoría que predice los resultados únicos viola la idea de que las cosas sólo pueden influir en cada uno de los otros a la velocidad de la luz, y cada teoría que juega bien con nuestro relativista idea de causalidad no tiene predeterminado de los resultados de la medición para hablar de.

Por lo tanto, es cierto: no Tenemos idea de "por qué" el electrón emite un fotón, y es muy poco probable que alguna vez va a ser capaz de decir más que simplemente hace. (Esto no debería sorprender a nadie: todos sabemos que el "por Qué?" es molesto, infinitamente repetible pregunta. También sabemos que el conocimiento humano es necesariamente finito, así que habrá siempre haber algún punto en el que no se puede responder el por qué, y es indistinguible si que es porque todavía no hemos encontrado todavía, o porque simplemente no hay respuesta.)

Answer 2

Después dice que un átomo produce un fotón cuando los electrones caen a un estado de energía inferior, pero que no sabemos por qué sucede esto. Entendí que como "no sabemos qué es lo que provoca que esto suceda".

Como otros han dicho, para un átomo con un electrón en un emocionado nivel,a partir de la teoría de la mecánica cuántica sólo puede dar la probabilidad de que el electrón se va a caer de nuevo al nivel de energía más bajo para este átomo individual bajo observación. La distribución de probabilidad acumulada para todos los fotones de los átomos en el mismo estado excitado es predijo con gran precisión por la teoría.

"¿Por qué" preguntas de física terminan en los axiomas y postulados de la teoría. La física de respuestas "¿cómo?", cómo a partir de los postulados y los axiomas se puede describir las observaciones con el modelo, la Schrödinger solución del átomo de hidrógeno,por ejemplo. "¿Por qué" preguntas terminan en "porque esto es lo que observamos".

En este caso en particular el "por qué" se contesta con "debido a que la energía se cae al nivel más bajo posible". Lo mismo ocurre con las bolas que caen por la atracción de la gravedad, a excepción de las energías involucradas no están cuantificadas.

Nuestra física matemática teorías se basan en que la observada con las leyes de conservación, y la conservación de la energía es uno de los básicos. Las teorías que describen los datos han fuerzas atractivas y repulsivas , y las fuerzas de atracción cambio de energía potencial a energía cinética clásica, como con la bola caiga en el gravitationalpotential. En el átomo, el caso de la fuerza de atracción entre los electrones y los núcleos de los cambios de energía potencial en cuantificada pasos, si un menor nivel de energía está disponible, y la energía que las hojas de un fotón. Esta es una observación equipado muy bien por los modelos teóricos.