Si un electrón es una excitación del campo de electrones, lo que hace que la excitación sea estable?

Question

No voy a pretender que comprender los fundamentos de la QFT, pero por lo que he oído acerca de los electrones, en realidad, hay dos maneras de pensar sobre ellos. La Mecánica cuántica describe un electrón por una función de onda que es el cuadrado de la magnitud da la probabilidad de encontrar el electrón en una cierta posición o con un cierto impulso. QFT, por lo que entiendo, se describe el electrón como una excitación de los electrones de campo. Ambos de estos modelos describen el electrón como algunos de excitación de un matemático de campo que permea el espacio y el tiempo. Mi pregunta es la siguiente:

Si un electrón es realmente describe de esta manera (ya sea a través de una función de onda, o un campo), lo que las propiedades del campo, o de espacio-tiempo, hacer lo que el electrón es estable (es decir, la excitación no espontáneamente caries, dejar de ser, o cambiar) lo que hace que el electrón continua siendo el mismo que de un momento a otro)?

Answer 1

El electrón es estable, ya que no es permitido en el proceso de la teoría del campo cuántico que puede someterse a lo que conllevaría a su decadencia. Su masa es la más pequeña entre el electrón/muón/tauón, por lo que no tiene suficiente energía en su propia para convertirse en uno de esos, y todos los otros procesos que usted se pueda imaginar, están prohibidas por la ley de la conservación - ya sea los de la energía y el impulso, o que de cargos bajo la electromagnética, fuertes o débiles fuerzas.

Esto no tiene nada que ver con ser la "excitación de un campo". Por ejemplo, el tauón es cualitativamente el mismo, pero su gran masa que permite una gran cantidad de procesos de desintegración de que el electrón no puede someterse, y por lo tanto, es altamente inestable.

Tenga en cuenta que he interpretado "estable" aquí significa que los electrones pueden decaer en su propio. Si las partículas están presentes, podría someterse electrón-positrón aniquilación, o de captura de electrones o algo más.

Answer 2

Si un electrón es una excitación del campo de electrones, lo que hace que la excitación sea estable?

Creo que la mejor manera de decir es tomar una punta de topológico de la teoría cuántica de campos:

"A pesar de que TQFTs fueron inventados por los físicos, son también de matemáticos de interés están relacionadas con, entre otras cosas, el nudo de la teoría y de la teoría de los cuatro colectores en topología algebraica y la teoría de los módulos de espacios en la geometría algebraica. Donaldson, Jones, Witten, y Kontsevich tienen todo ganado de los Campos de Medallas para el trabajo relacionado con topológica de la teoría del campo."

Nota la referencia al nudo de la teoría? Tiene un google en electrónica de nudo, y hay gente por ahí diciendo que el electrón es estable porque es, en esencia, un "nudo" de campo. Esto se discutió en el ABB50/25 entre Sir Michael Atiyah y otros matemáticos y físicos. ABB50/25 fue organizado por la Marca de Dennis, entre otros, que se puede ver menciona aquí.

Si un electrón es realmente describe de esta manera (ya sea a través de una función de onda, o un campo), lo que las propiedades del campo, o de espacio-tiempo, hacer lo que el electrón es estable (es decir, la excitación no espontáneamente caries, dejar de ser, o cambiar) lo que hace que el electrón continua siendo el mismo que de un momento a otro)?

La "liquidación". Tenga en cuenta que el positrón tiene la quiralidad opuesta a la del electrón. La quiralidad es algo asociado con nudos. Y cuando un electrón y un positrón se reúnen, el resultado normalmente es de dos fotones gamma. Ellos no son del todo estable cuando su opuesto chiralities se cancelan uno al otro. En mi humilde opinión qftishard alusión a esto en su comentario, y se debe tener en cuenta que si alguien intenta palma apagado con "el electrón no puede caries porque la teoría dice que no puede".

Answer 3

En realidad, hay dos maneras de pensar acerca de [los electrones]. Quantum La mecánica describe un electrón por una función de onda que es el cuadrado de la magnitud da la probabilidad de encontrar el electrón en una cierta posición o con un cierto impulso. QFT ... describe el electrón como una excitación de los electrones de campo. Ambos de estos modelos describen la de electrones como algunos de excitación de un matemático de campo que permea el espacio y el tiempo.

Esta comprensión es correcta en general, pero la última línea, "Ambos de estos modelos ... impregnando el espacio y el tiempo", no es una adecuada instrucción. En una sola partícula no relativista cuántica mechanincs, o "primera cuantización", los electrones son eigen-estados de un Hamiltoniano, no un espacio-temporal de campo (en su sentido correcto). El cuántica de campos aparecen, en el preciso sentido, en muchos de cuerpo de la mecánica cuántica o de "segunda cuantización".

Si un electrón es realmente describe de esta manera (ya sea a través de una onda la función, o un campo), lo que las propiedades del campo, o de espacio-tiempo sí, hacer lo que el electrón es estable (es decir, la excitación ¿ no espontáneamente caries, dejar de ser, o cambiar) lo que hace que el electrón continua siendo el mismo que de un momento a otro)?

La estabilidad del único electrón del estado es sólo debido a la ausencia de interacciones. En la no-interacción caso, la electrónica de estado (más precisamente, el estado cuántico correspondiente a un solo electrón) es un eigen-estado de la Hamiltoniana y por lo tanto, se mantiene estable. Esto es comparable a la pregunta sobre la estabilidad de la electrónica de los orbitales en un átomo < ¿por Qué no los electrones chocar con los núcleos de la "órbita"? >; ellos no pierden energía o la caída en el núcleo sólo porque los estados correspondientes (o "orbitales") son eigen-estados de la atómica de Hamilton. Ser un eigen-estado implica que el estado no va a ser cambiado en el curso de la evolución del sistema.

Introducción de una interacción entre los electrones (como la interacción de Coulomb) o entre los electrones y otras partículas (como los fotones o fonones) puede conducir a una inestabilidad de un estado electrónico y por lo tanto, los procesos de deterioro.