¿Por qué no puede un electrón ser observado?

Question

Yo estaba viendo un programa en Netflix organizado por Neil Degrasse Tyson, y mencionó que una de las partículas fundamentales, de lo que sabemos, el electrón, es algo que ni siquiera hemos observado directamente. ¿Por qué no hemos hecho así? Es imposible? Sé que esto es fácil de contestar a cualquier pregunta, pero es debido a que nuestra tecnología no avanzado aún lo suficiente?

Answer 1

Definir "observar"

El Webster , las opciones para la ciencia son:

r : a ver con cuidado, especialmente con la atención a los detalles o comportamiento para el propósito de llegar a un juicio

b : para hacer una observación científica o de

Y en la "observación:

r : un acto de reconocer y destacar un hecho o suceso que a menudo implican la medición con instrumentos

b : un registro o descripción de lo obtenido

¿Cómo podemos observar una nube? La luz del sol se dispersa fuera de la H2O de la nube y golpea a nuestros ojos. Observar científicamente una toma fotos o vídeos para estudiar su evolución en el tiempo. Es la nube en el video "la observación de una nube"?

Aquí está una cámara de burbujas imagen de un electrón:

El electrón tiene dispersos fuera de los átomos en la cámara de ionización de ellos y las burbujas se forman donde los iones se. Se está convirtiendo en el campo magnético impone y que está perdiendo energía a partir de las dispersiones. En contraste a la nube de la imagen, no es la luz que se dispersa en el objeto , pero el objeto se dispersa fuera de la materia, y la luz en ese camino se registra. Es un camino más complicado para una foto , pero todavía hay una correspondencia uno a uno de los objetos llamados electrones, con la imagen que nos llame la observación.

Por favor, tenga en cuenta que para las dimensiones de la cámara de burbujas burbujas (micrones) y el impulso de los electrones en la imagen, algunos MeV/c, satisfacer el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, y por lo tanto en estos dimensión de los electrones puede ser considerado en su forma como mecánica cuántica "partícula", con los atributos de un clásico de la partícula.

También podemos "ver" los electrones directamente en chispas, nuestros ojos y el cerebro no están preparados para ver la luz tan clara como la luz que se refleja desde la nube, pero esto es una limitación de nuestra biología , nuestra instrumentos.

Entonces yo creo que la declaración es vacuo.

Editar después de comentar

¿Crees que sería posible hacer algo que funciona como una cámara para tomar una instantánea de un solo electrón

Busqué en la red y que se ha hecho.

vídeo en https://www.youtube.com/watch?v=OErXAk42MXU

Ahora es posible ver una película de un electrón. La película muestra cómo un electrón olas en una onda de luz inmediatamente después de haber sido sacado de un átomo. Esta es la primera vez que un electrón que ha sido filmado, y los resultados se presentan en el último número de la revista physical Review Letters.

Por lo que se ha hecho, a pesar de que el vídeo es más lento por lo que uno puede ver el camino.

Answer 2

El concepto de "observación directa" es complicado en la filosofía de la ciencia. Es el puente entre la teoría científica y de la verdad, y va sobre algunos muy muddy waters.

Considere la posibilidad de esta profunda declaración: tenemos ninguna prueba de electrones existen. Cero. De Nada. Lo que hacen tienen muchos modelos teóricos que incluyen el concepto de un electrón que hacer un muy buen trabajo de predecir cómo serán las cosas se comportan. En la filosofía, esto es, la brecha entre la ontología (la discusión de lo que el mundo es) y epistemología (la discusión de lo que podemos saber sobre el mundo).

Ahora bien, este es probablemente el más pedante punto de vista uno puede elegir. Casi nunca se oye un científico elegir a hablar de esta manera. Por qué? También algunos de nuestros modelos de hacer un alucinante buen trabajo de la predicción de las cosas que nos gusta solo dicen que es la "realidad".

¿Cómo podemos hacer esta afirmación? Si el modelo predice que algo que podemos "observar directamente" usando nuestros propios ojos, oídos y manos, entonces suponemos que es "real". La idea de que los organismos unicelulares hacer la comida, van mal era solo una observación indirecta hasta que alguien inventó el microscopio y veamos con nuestros propios ojos. A nivel filosófico, nos "bendecir" las observaciones realizadas con nuestros propios sentidos, por la sola razón de que es realmente difícil hacer cualquier progreso si no nos fiamos de nada.

Tome la idea de doblar el espacio-tiempo. Todos hemos oído hablar de la teoría de Einstein de que la masa se dobla el espacio-tiempo, y que hace que la gravedad además de todo tipo de otros divertidos efectos relativistas. Sin embargo, doblar el espacio-tiempo es sólo un modelo. No hay ninguna prueba de que el espacio-tiempo , en realidad se dobla, solo que si uno de los modelos de espacio-tiempo curvado, uno se característicamente buenas predicciones sobre lo que va a suceder.

Así que no tenemos bendito microscopio que puede aumentar lo suficiente como para ver un electrón. Que por sí sola es suficiente para hacer que un estado que nadie tiene "directamente observado" un electrón. Si uno se atreven a incursionar en la Mecánica Cuántica, el mundo se torna aún más extraño. Debido a todo tipo de efectos divertidos que son, probablemente, más allá del alcance de su pregunta, el concepto de "observación de un electrón" se pone bastante barro en sí. La Mecánica cuántica predice lo que va a suceder en el universo de una manera que hace que la frase "la observación de un electrón" problemático y difícil realmente cuantificar. Si, de hecho, la Mecánica Cuántica describe cómo el mundo "realmente funciona", entonces el concepto de la observación de un electrón en realidad puede ser imposible debido a las estadísticas de los comportamientos de la forma de onda cuántica colapso.

Answer 3

Nada es observado sin algún proceso físico 'tocar' la observación. Los ojos no pasivamente ver - son de gran colisión sitios para un sinnúmero de fotones de los bombardeos, de la cámara de píxeles (o pigmentos fotosensibles) no pasivamente reaccionan a la luz, tienen que ser violentamente golpeado por miles de fotones.

Es como estar en un coche, en una habitación oscura llena de plumas - ¿cómo se puede, sin salir del coche, sentido de que las plumas están allí? Si usted condujo a la nube de plumas a 200 mph, usted podría escuchar algo como de que se golpeó el parabrisas, si escucharon muy atentamente...

Se trata de la misma hacia abajo en cada partícula como un electrón - ¿cómo se puede sentir algo que es más ligero y más delicado que cualquier otra cosa a su alrededor?

Como con el coche y las plumas, sólo por golpear a una cosa a la otra violentamente suficiente se puede inferir indirectamente, o el de la existencia del otro.

Answer 4

Según el Modelo Estándar, el electrón no tiene medida; un radio de cero. Como tal, una partícula nunca podría ser observado (ya que no es realmente lo que hay...), pero sólo indirectamente observado, por ejemplo, el efecto de su campo eléctrico en otras partículas u objetos.

Answer 5

No es totalmente precisa que no puede ser observada. Se puede, y que tiene. Sin embargo, la observación es sólo un pequeño aspecto del fenómeno de electrones.

Mientras que puede ser observado de forma instantánea, no se puede determinar tanto de donde es y su velocidad. La velocidad de un electrón puede ser observado, pero no con el conocimiento de su posición. La posición de un electrón puede ser observado, pero no con el conocimiento de su velocidad.

La muestra a menudo ejemplo de esto en la ingeniería y clases de física en la imagen de una flecha en el bosque. Se puede ver claramente donde está, pero a partir de una imagen de la flecha, no se puede saber qué tan rápido se va.