حجم الکترون!؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
XIV

عضویت : جمعه ۱۳۹۸/۹/۱۵ - ۲۱:۱۸


پست: 115

سپاس: 8

حجم الکترون!؟

پست توسط XIV »

سلام دوستان! در ویکی پدیا چنین آمده است: "مسئلۀ شعاع الکترون یکی از مسائل چالش آمیز در فیزیک نظری نوین است. پذیرفتن فرضیۀ متناهی بودن شعاع الکترون با پیش فرض های نظریۀ نسبیت عام در تناقض است. از سوی دیگر، یک الکترون نقطه ای (شعاع صفر) نیز مشکلات ریاضیاتی جدی ایجاد می کند زیرا خود-انرژی الکترون به بی نهایت میل می کند. این جنبه ها به طور مفصل توسط دیمیتری ایواننکو و آرسنی سوکولوف تحلیل شده است." آیا کسی می تواند تشریح کند که شعاع داشتن الکترون چه تناقضی با پیش فرض های نسبیت عام دارد؟ و اگر شعاع الکترون صفر باشد خود-انرژی الکترون به بی نهایت میل می کند یعنی چی؟
آخرین ويرايش توسط 1 on XIV, ويرايش شده در 0.

نمایه کاربر
Paradoxy

نام: داود حاجي تقي تهراني

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2160

سپاس: 1191

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط Paradoxy »

آهان بالاخره یه سوال جالب و نو

خب اگر شعاعش صفر باشه، سیاه چاله میشه! شما حجم مشخصی از انرژی رو ریختی توی یک نقطه با شعاع صفر، صد البته که سیاه‌چاله تحویل میگیری، کافیه شعاع شوارتز شیلد رو نگاه بندازی. حتی خود اینشتین میخواست الکترون هارو به عنوان سیاهچاله های میکروسکوپی توصیف کنه که موفق نشد، چون این سیاهچاله ها ابدا پایدار نیستند و سریع نابود میشن.
مسئله سلف انرژی اگر اشتباه نکنم به الکترومغناطیس بر میگرده. ما میتونیم شعاع یک الکترون رو بر مبنای نسبت بار به جرمش بدست بیاریم. توی الکترومغناطیس کلاسیک فرض میکنند بارهای دیفرانسیلی بینهایت کوچک رو روی کره ای مثلا به شعاع r قرار میدیم و این کار رو انقدر تکرار میکنیم تا بار جمع شده روی کره برابر بار الکترون بشه. پتانسیلی که این همه بار رو روی کره نگه می‌داره، با جرم الکترون رابطه داره و در نهایت میتونیم شعاع الکترون رو پیدا کنیم. اگر شعاع الکترون صفر باشه، جرم الکترون بینهایت میشه، چون بینهایت بار دیفرانسیلی رو توی یک نقطه متمرکز کردیم.

تازه یه گیر دیگه هم هست که به اسپین الکترون بر میگرده. چطوری یک ذره با شعاع صفر میتونه اسپین داشته باشه و دور خودش بچرخه؟ یک نقطه است!

نمایه کاربر
رهام1380

نام: رهام حسامی

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۶/۲۰ - ۰۹:۴۸


پست: 103

سپاس: 15

جنسیت:

تماس:

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط رهام1380 »

جواب شما درپتانسیل چاه عمیق هست باکوچک شدن ابعاد در مقیاس‌ چند نانومتر، رفتارهای کوانتومی نمود بیشتری پیدا می‌کنند. در این حالت، ذره فقط می‌تواند برخی از سطوح انرژی مثبت را اختیار و در آن سطح‌ها حرکت کند. بدین ترتیب هیچگاه نمی‌تواند انرژی صفر را داشته باشد (تراز انرژی صفر وجود ندارد) و لذا هیچگاه نمی‌تواند به حالت سکون در آید.احتمال یافتن ذره بستگی به تابع توزیع دارد که خود وابسته به ترازهای انرژی است. از طرفی ذره ممکن است در نقاط خاصی موسوم به گره فضایی، هیچگاه یافت نشود.طبق تابع موج شرودینگر هم قابل حل وفهم هست در ضمن طبق اصل عدم قطعیت هایزنبرگ نمی توان همزمان سرعت و مکان الکترون یا هر ذرهٔ دیگری با دقت یا قطعیت دلخواه معین کرد.شما رفتارموجی ذرهای را فراموش نکنید در ضمن کوانتوم صرفا نظریه‌ای برای بیان نحوه عملکرد زیرسیستم‌های جهان است.عملا قطعی نیست.نسبیت در جهان کلاسیکی که رابطه علت و معلولی برآن حاکم است می‌تواند ایفای نقش کند، اما در جهان کوانتومی هچ چیز، قطعی نیست البته در یک چاه کوانتوم ، انرژی پتانسیل یک مقدار گسسته است. که به این واقعیت استناد می کند که اگر در چاه هستید ، برای بیرون آمدن باید انرژی صرف کنید ، بنابراین یک چاه بالقوه به هر جنبه ای از سیستم اشاره دارد که در آن انرژی پتانسیل منفی "به دام انداختن" وجود دارد. ذره یا جسم در یک محیط معین ، با انرژی ورودی مورد نیاز برای اینکه دیگر تحت آن پتانسیل قرار نگیرد.
الکترون در ترازهای خاصی هست یا یون‌ها یی مشابه با هیدروژن تراز ریدبرگ تنها به اعداد کوانتومی اصلی بستگی دارد
مکانیک کوانتوم فضا را با یک سیستم مختصات مطلق ، ثابت ، دکارتی ، گالیله ای تعریف می کند که ماده در برابر آن حرکت می کند. نسبیت عام فضایی را با یک سیستم مختصات نسبی ، انعطاف پذیر ، ریمانی ، لورنتزی تعریف می کند که هنگام حرکت ماده تغییر می کند. این یک درک نامفهوم است که وضعیت چیزی را به ما بگویید
این اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است و این معادله اساسی اساسی بسیاری از مکانیک کوانتوم است و تقریباً در هر معادله مکانیک کوانتوم به نوعی یافت می شود. اساساً بیان می کند که وقتی سعی می کنید حرکت (p) یا موقعیت (x) را مشخص کنید ، عدم اطمینان در یکی یا دیگری افزایش می یابد. معادلات موجود از این مفهوم عدم اطمینان استفاده می کنند و به صورت تجربی نشان داده شده است. مکانیک کوانتوم همچنین پیش بینی های دقیقی در مورد رفتار ذرات انجام می دهد ، بنابراین ما می دانیم که این ماده کار می کند ، ما فقط جزئیات دقیق و دلیل عملکرد آن را به درستی درک نمی کنیم.
از طرف دیگر نسبیت نیازی به استفاده از توابع احتمالی ندارد تا وظیفه خود را در پیش بینی رفتار اجسام بزرگتر و تأثیرات آنها بر مکان و زمان انجام دهد. یافتن معادله ای که بتواند به همه نسبیت تعمیم یابد ، آسان نیست زیرا نسبیت عام و خاص وجود دارد. یکی به حرکت اجسام (نسبیت خاص) می پردازد ، دیگری به هندسه فضا-زمان و تأثیرات ماده بر آن می پردازدتصویر
آخرین ويرايش توسط 1 on رهام1380, ويرايش شده در 0.

نمایه کاربر
XIV

عضویت : جمعه ۱۳۹۸/۹/۱۵ - ۲۱:۱۸


پست: 115

سپاس: 8

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط XIV »

Paradoxy نوشته شده:
سه‌شنبه ۱۳۹۹/۷/۸ - ۱۸:۵۱
آهان بالاخره یه سوال جالب و نو

خب اگر شعاعش صفر باشه، سیاه چاله میشه! شما حجم مشخصی از انرژی رو ریختی توی یک نقطه با شعاع صفر، صد البته که سیاه‌چاله تحویل میگیری، کافیه شعاع شوارتز شیلد رو نگاه بندازی. حتی خود اینشتین میخواست الکترون هارو به عنوان سیاهچاله های میکروسکوپی توصیف کنه که موفق نشد، چون این سیاهچاله ها ابدا پایدار نیستند و سریع نابود میشن.
مسئله سلف انرژی اگر اشتباه نکنم به الکترومغناطیس بر میگرده. ما میتونیم شعاع یک الکترون رو بر مبنای نسبت بار به جرمش بدست بیاریم. توی الکترومغناطیس کلاسیک فرض میکنند بارهای دیفرانسیلی بینهایت کوچک رو روی کره ای مثلا به شعاع r قرار میدیم و این کار رو انقدر تکرار میکنیم تا بار جمع شده روی کره برابر بار الکترون بشه. پتانسیلی که این همه بار رو روی کره نگه می‌داره، با جرم الکترون رابطه داره و در نهایت میتونیم شعاع الکترون رو پیدا کنیم. اگر شعاع الکترون صفر باشه، جرم الکترون بینهایت میشه، چون بینهایت بار دیفرانسیلی رو توی یک نقطه متمرکز کردیم.

تازه یه گیر دیگه هم هست که به اسپین الکترون بر میگرده. چطوری یک ذره با شعاع صفر میتونه اسپین داشته باشه و دور خودش بچرخه؟ یک نقطه است!
به بخش دوم پرسش من پاسخ داده شد اما بخش نخست پرسشم این است که شعاع داشتن الکترون چه تناقضی با پیش فرض های نسبیت عام دارد؟

lost student

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۷/۸ - ۲۰:۳۶


پست: 3



Re: حجم الکترون!؟

پست توسط lost student »

بنظرم طبق نظریه ریسمان حجم خاصی نداره یا شایدم حجم نداشته باشه و فقط شکلی از انرژی باشه

نمایه کاربر
Paradoxy

نام: داود حاجي تقي تهراني

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2160

سپاس: 1191

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط Paradoxy »

فکر میکنم تناقض در همین باشه که طبق نسبیت عام وجود الکترون ممکن نیست (سیاهچاله میشه) در حالی که الکترون وجود داره بهرحال. لینک منبع رو بدید ببینیم مترجم چه کرده یا نویسنده به کجا لینک داده

نمایه کاربر
XIV

عضویت : جمعه ۱۳۹۸/۹/۱۵ - ۲۱:۱۸


پست: 115

سپاس: 8

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط XIV »

https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9 ... 9%88%D9%86 تا جایی که فهمیدم تناقض در وجود الکترون نیست در این است که الکترون نمی تواند شعاع داشته باشد و طبق نسبیت عام باید شعاعش صفر باشد!

نمایه کاربر
M_J1364@yahoo.com

نام: محمّد جوانشیری

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۱۱:۴۹


پست: 1271

سپاس: 467


تماس:

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط M_J1364@yahoo.com »

XIV نوشته شده:
سه‌شنبه ۱۳۹۹/۷/۸ - ۲۲:۰۵
https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9 ... 9%88%D9%86 تا جایی که فهمیدم تناقض در وجود الکترون نیست در این است که الکترون نمی تواند شعاع داشته باشد و طبق نسبیت عام باید شعاعش صفر باشد!
سلام
منم درست نمی فهمم که چرا نسبیت باید با شعاع قایل شدن برای الکترون مشکل داشته باشه فقط یه نکته اینکه لیک فارسیِ ویکی پدیا که دادید ظاهراً به اشتباه از لفظ "نسبیت عام" استفاده کرده چون توی متن انگلیسی به شکل کلی تر از لفظ "نسبیت" استفاده شده:

"The admission of the hypothesis of a finite radius of the electron is incompatible to the premises of the theory of relativity."

برای همین، ممکنه منظور از نسبیت در عبارت بالا، نسبیت خاص باشه. ممکنه اشاره داشته باشه به مدل دیراک برای الکترون که در اون دیراک تلاش کرد مدلی از الکترون رو سازگار با نسبیت خاص معرفی کنه. البته مطمئن نیستم. یه موضوعی هم هست که مربوط به سیاهچاله انگاشتن الکترونه که داوود بهش اشاره کرد که احتمالاً بتونه عدم سازگاری نسبیت عام رو با شعاع داشتن الکترون توجیه کنه. مشاهده شده که:

اگر سیاهچاله‌ای با جرم و بار الکتریکی مشابه یک الکترون وجود داشته باشه، خواصِ دیگه ای از الکترون مثل گشتاور مغناطیسی رو خواهد داشت.

این جمله فرد رو وسوسه می کنه که به این نتیجه برسه که: "طبق نسبیت عام، الکترون یه سیاهچاله ست" ولی اگه این جمله رو بپذیریم، در ادامه ی محاسباتِ نسبیت عام متوجه می شیم که نسبیت عام اولاً منجر به تکینگی عریان برای الکترون میشه (که توصیفش در فضای نسبیت عام مشکل سازه)، ثانیاً شعاع های پیش گویی شده برای الکترون طبق نسبیت عام، چندان قابل دفاع و معقول از آب در نمیان چون یا کوچیکتر از طول پلانکن یا بزرگتر از طول موج کامپتون برای الکترون.

(اگه روی لینک "تکینگی عریان" که در بالا دادم کلیک کنید، مقاله ی مربوطه بالا نمیاد که احتمالاً به خاطر فیلتر اوتوماتیک هوپا بابت کلمه ی "عریان" یا "Na*ke*d" هست که در لینک مربوطه وجود داره. برای همین لطفاً خودتون "Na*ke*d Singularity" رو توی ویکی پدیا سرچ کنید.)

در ضمن، تکینگی عریان یه تکینگی گرانشی بدون افق رویداده. به طور معمول، سیاهچاله با یه افق رویداد در اطرافش باعث میشه که ناظر بیرونی نتونه از تحولات اجرامِ ساقط شونده داخل این افق مطلع بشه ولی در حالتی که افق رویداد نداریم، میشه سقوط اشیاء رو تا چگالی بینهایت "مشاهده" کرد و این قضیه برای نسبیت عام مشکل سازه چون اصولاً نسبیت عام برای تحول فضا-زمان در نزدیکی تکینگی نمی تونه پیشگویی ارائه کنه.

اما سؤال اینه که آیا اگه از فرض کردن الکترون به عنوان یه سیاهچاله اجتناب کنیم و مثلاً یه شعاع معقول براش در نظر بگیریم، بازم نسبیت عام در توصیف خواص این الکترون همواره به مشکل بر می خوره یا نه!
ز عشقِ ((فرنیا)) کُشتم خودم را...........که آخر خون.. به پا.. کرد او.. خدایا
شدم نابود و.. جز.. یادی نماندش...........از آن چشمانِ گریان، وان فغان ها

نمایه کاربر
XIV

عضویت : جمعه ۱۳۹۸/۹/۱۵ - ۲۱:۱۸


پست: 115

سپاس: 8

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط XIV »

سلام جناب محمد جوانشیری! از پاسخ شما سپاسگزارم! گفته شده وجود تکینگی برهنه با نظریۀ گرانش کوانتومی حلقه ای که اصلاحی بر نسبیت عام است جور در میاد! آیا می توانید سازوکار آن را شرح دهید؟ به علاوه اگر ما الکترون را دارای حجم بدانیم آیا آن را نباید حجم به هم پیوسته بدانیم؟ مثلاً اتم حجم به هم پیوسته نیست چون میان هسته و الکترون ها فضای خالی زیادی وجود دارد، پروتون یا نوترون نیز حجم به هم پیوسته نیستند و تنها یک ذرۀ بنیادی می تواند حجم به هم پیوسته باشد، بدین صورت که در میان این حجم هیچ فضایِ خالی از انرژی یا ماده ای وجود نداشته باشد، نظر شما چیست؟

نمایه کاربر
M_J1364@yahoo.com

نام: محمّد جوانشیری

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۱۱:۴۹


پست: 1271

سپاس: 467


تماس:

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط M_J1364@yahoo.com »

XIV نوشته شده:
چهارشنبه ۱۳۹۹/۷/۹ - ۱۸:۵۳
گفته شده وجود تکینگی برهنه با نظریۀ گرانش کوانتومی حلقه ای که اصلاحی بر نسبیت عام است جور در میاد! آیا می توانید سازوکار آن را شرح دهید؟
خیر. خوشبختانه یا شوربختانه من برای بسیاری از نظریه های نوین مثل همین گرانش کوانتومی، نظریه ی اِم یا نظریه ی ریسمان اعتبار زیادی قایل نیستم و برای همین مطالعه ی چندانی در این زمینه ها ندارم.
XIV نوشته شده:
چهارشنبه ۱۳۹۹/۷/۹ - ۱۸:۵۳
به علاوه اگر ما الکترون را دارای حجم بدانیم آیا آن را نباید حجم به هم پیوسته بدانیم؟ مثلاً اتم حجم به هم پیوسته نیست چون میان هسته و الکترون ها فضای خالی زیادی وجود دارد، پروتون یا نوترون نیز حجم به هم پیوسته نیستند و تنها یک ذرۀ بنیادی می تواند حجم به هم پیوسته باشد، بدین صورت که در میان این حجم هیچ فضایِ خالی از انرژی یا ماده ای وجود نداشته باشد، نظر شما چیست؟
نمی دونم ذرات بنیادین واقعاً تا چه حد "بنیادین" هستن. در هر حال به نظر من این ذرات بنیادین می تونن ساختارهایی مشاهده ناپذیر داشته باشن یعنی ساختارهایی که نشه با تکنولوژی امروز مشاهدَشون کرد. برای همین، این ذرات هم می تونن ساختارهای ناپیوسته داشته باشن، این بیشتر مربوط به شالوده ها و نتایج نظریه ای میشه که مدعیه چنین ساختارهایی محتملن.
ز عشقِ ((فرنیا)) کُشتم خودم را...........که آخر خون.. به پا.. کرد او.. خدایا
شدم نابود و.. جز.. یادی نماندش...........از آن چشمانِ گریان، وان فغان ها

ارسال پست