حجم الکترون!؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
XIV

عضویت : جمعه ۱۳۹۸/۹/۱۵ - ۲۱:۱۸


پست: 134

سپاس: 15

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 ویرایش توسط XIV پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۷/۱۰ - ۰۰:۲۰, ویرایش شده کلا 1 بار

Paradoxy

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2211

سپاس: 1012

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
XIV

عضویت : جمعه ۱۳۹۸/۹/۱۵ - ۲۱:۱۸


پست: 134

سپاس: 15

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

Paradoxy

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2211

سپاس: 1012

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: 134

سپاس: 15

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
[email protected]

نام: م. ج. معروف به گربه ی زَبادی

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۱۱:۴۹


پست: 1454

سپاس: 514

جنسیت:

تماس:

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط [email protected] »

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!

نمایه کاربر
XIV

عضویت : جمعه ۱۳۹۸/۹/۱۵ - ۲۱:۱۸


پست: 134

سپاس: 15

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
[email protected]

نام: م. ج. معروف به گربه ی زَبادی

محل اقامت: تهران

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۰/۹/۲۴ - ۱۱:۴۹


پست: 1454

سپاس: 514

جنسیت:

تماس:

Re: حجم الکترون!؟

پست توسط [email protected] »

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.

ارسال پست