Частицы квантового поля

[granit201z]

Здравствуйте. В одной книге я прочел следующее:

Цитата:

вероятностная волна электрона тесно связана с объектом, который называется электронным полем — полем, которое во многих отношениях сходно с электромагнитным полем, но в котором электрон играет роль, аналогичную фотону, будучи мельчайшей составляющей электронного поля. Полевое описание того же типа справедливо и для всех других разновидностей частиц материи

И у меня наступил когнитивный диссонанс.
В моем представлении фотон не является и никогда не являлся "частицей" в прямом (механическом) смысле, т. е. физическим шариком несущимся в бездне космоса. Фотон это же просто колебание 2-х взаимно перпендикулярных векторов напряженностей. Все его "частичные" свойства сводятся лишь к тому, что энергию, аккумулированную, в этих колебаниях напряженности, он теряет не по всему фронту своего распространения по чуть-чуть, а в какой-либо локальной точке на этом фронте.
Электрон же напротив всегда ассоциировался с шариком. И даже существование орбиталей не колеблют эти убеждения. Ведь со школы - орбиталь это не более, чем геометрическое место, в котором имеется большая вероятность обнаружить этот самый "шарик".
И тут вдруг такое! Вопрос собственно в следующем:
Если электрон не шарик, несущийся в пространстве, а действительно так подобен фотону как описано в книге, то колебания каких параметров, каких "напряженностей" он собою представляет?

[warlock66613]

granit201z в сообщении #1571536 писал(а):

колебания каких параметров, каких "напряженностей" он собою представляет?

Колебание электронно-позитронного поля. Соответствующее поле из-за своих особенностей никогда не проявляется на макроуровне как поле, в отличие от фотонного случая. Но в принципе оно аналогично. Есть уравнение, которому оно подчиняется (уравнение Дирака), есть волновые решения этого уравнения.

-- 26.11.2022, 10:07 --

granit201z в сообщении #1571536 писал(а):

орбиталь это не более, чем геометрическое место, в котором имеется большая вероятность обнаружить этот самый "шарик"

Вообще, более. Орбиталь — это место, где имеется большая амплитуда вероятности обнаружить этот самый шарик. Квантомеханические амплитуды — это больше чем просто вероятности.

[granit201z]

warlock66613 в сообщении #1571537 писал(а):

Квантомеханические амплитуды — это больше чем просто вероятности.

ничего не понимаю. у меня что-то размылась уже грань между реальностью и абстракцией. Вероятность обнаружения - это явление, которое имеет отражение в реальном мире. Отражается собственно статистикой по всем предпринятым актам обнаружения. А амплитуда вероятности разве не просто хитрая уловка, чтобы представлять одну и ту же реальную вероятность не одним вещественным числом, а целой окружностью чисел просто потому, что при таком представлении находятся удобные формулы для сносного описания действительности?
по отдельности вроде все Ваши слова понимаю, а в целую картинку сложить не могу
То же касается и уравнений.
Уравнение Максвела - уравнение просто описывающее распространение ЭМ волны в пространстве. Вероятность там не задействована. "Картинка", несомая этим уравнением, переносится на наше 3х (ну или 4х) мерное пространство ничего не говоря о "вероятности обнаружения" фотона тут или там на фронте волны.
А в уравнении Дирака ноги растут от вероятностного уравнения Шредингера. Говорит о вероятности обнаружения тут или там ничего не говоря о фронте волны
Я не понимаю их аналогии.

-- 26.11.2022, 11:29 --

Иными словами, как записать фотон в "амплитудо-вероятностном" виде и как записать фронт "электронной" волны без амплитуд вероятностей?

[warlock66613]

granit201z в сообщении #1571543 писал(а):

А в уравнении Дирака ноги растут от вероятностного уравнения Шредингера.

Это "исторические ноги", они неверны. Неквантованное уравнение Дирака — это просто уравнение поля, такое как уравнения Максвелла. Только поле другое, а в остальном всё так же. Аналогом квантового уравнения Шрёдингера для релитивистского электрона является не уравнение Дирака, а совсем другое (оно тоже называется уравнением Шрёдингера).

-- 26.11.2022, 14:16 --

granit201z в сообщении #1571543 писал(а):

А амплитуда вероятности разве не просто хитрая уловка, чтобы представлять одну и ту же реальную вероятность не одним вещественным числом, а целой окружностью чисел просто потому, что при таком представлении находятся удобные формулы для сносного описания действительности?

Нет. Когда говорят "мяч с вероятностью 50% находится в кухне и с вероятностью 50% в ванне", подразумевается, что на самом деле, в реальности, мяч находится либо там, либо там, просто неизвестно где он. Когда говорят "амплитуда вероятности нахождения электрона слева от ядра $\sqrt{50\%}$ и справа от ядра $\sqrt{50\%}$", подразумевается, что это и есть описание актуального состояния электрона. Свойство этого состояния таково, что если мы попытаемся поймать электрон, то мы с равной вероятностью обнаружим его слева или справа от ядра, но это не значит — в отличие от вероятностей в ситуации с мячом — что если мы его не будем ловить, то электрон находится либо слева либо справа от ядра. Нет, он с некоторой амплитудой находится слева, а с некоторой справа.

[Alex-Yu]

granit201z в сообщении #1571536 писал(а):

И у меня наступил когнитивный диссонанс.

У всех нормальных, думающих людей наступает. Квантовая физика очень странная, абсурдная, с точки зрения "здравого смысла", наука. Тем не менее она правильная наука. Проверено на чертову прорву рядов. А вообще есть даже определенная прелесть в этой ее абсурдности.

[granit201z]

warlock66613 в сообщении #1571551 писал(а):

Когда говорят "мяч с вероятностью 50% находится в кухне и с вероятностью 50% в ванне", подразумевается, что на самом деле, в реальности, мяч находится либо там, либо там, просто неизвестно где он. Когда говорят "амплитуда вероятности нахождения электрона слева от ядра $\sqrt{50\%}$ и справа от ядра $\sqrt{50\%}$", подразумевается, что это и есть описание актуального состояния электрона. Свойство этого состояния таково, что если мы попытаемся поймать электрон, то мы с равной вероятностью обнаружим его слева или справа от ядра, но это не значит — в отличие от вероятностей в ситуации с мячом — что если мы его не будем ловить, то электрон находится либо слева либо справа от ядра. Нет, он с некоторой амплитудой находится слева, а с некоторой справа

ну на самом деле это не так сложно представить, если представлять себе, что электрон принципиально не точечный обьект.
просто привыкли (ну или невозможно по другому) фиксировать его в точке.
например, если мы захотим разобраться как относительно прямой $x=y$находится отрезок $( (0;1) ; (1;0)) $, то тоже обнаружим, что он на $50\%$ и слева, и справа от нее.
И именно такое у меня представление и об электронах. Оно верное?

[warlock66613]

granit201z в сообщении #1571678 писал(а):

Оно верное?

Ну, не совсем. Неточечная частица — это к примеру протон. У протона есть ненулевой размер, его заряд размазан по некоторой области. У электрона размера нет, если он находится в строго определённом месте, то он взаимодействует как точка, его заряд сконцентрирован. В этом смысле он точечный. Но в то время как у классической частицы положение — это просто набор координат $x, y, z$, у квантовой частицы положение — это комплексное число в каждой точке, функция $\psi(x, y, z)$. Но это не размер. Если бы электрон был, для примера, кубом с размером стороны 1, то его положение описывалось не сопоставлением каждой точке пространства амплитуды, а сопоставлению каждому возможному положению куба амплитуды. Была бы амплитуда, что электрон расположен в области $([0, 1], [0, 1], [0,1])$, амплитуда что он расположен в области $([-\frac 1 2, \frac 1 2], [-\frac 1 2, \frac 1 2], [-\frac 1 2, \frac 1 2])$ и т. д. Ваш пример с отрезком верен в том смысле, что электрон — не точка и отрезок — не точка, но электрон всё же и не отрезок.

[granit201z]

warlock66613 в сообщении #1571679 писал(а):

У электрона размера нет, если он находится в строго определённом месте, то он взаимодействует как точка, его заряд сконцентрирован.

а какова, вообще структура электрона с точки зрения его параметров, т. е. минимальный их набор, который позволяет сказать, что имеется дело с электроном, а не с чем-то другим?
т. е:
масса-число;
заряд-число;
спин - число (но не факт) ;
положение - что-то более сложное, чем тройка чисел;
есть ли еще у электрона что-то?

[DimaM]

granit201z в сообщении #1571718 писал(а):

есть ли еще у электрона что-то?

Электрический дипольный момент (в пределах точности текущих экспериментов нулевой).
Магнитный момент.
Моменты высших порядков.
Лептонное число.

[warlock66613]

Ещё:

Неучаствие в сильном взаимодействии.
Слабый гиперзаряд/слабый изоспин.

-- 28.11.2022, 12:56 --

А ещё поколение/аромат/тройка электронное лептонное число, мюонное лептонное число, тау-лептонное лептонное число.

[granit201z]

DimaM в сообщении #1571723 писал(а):

granit201z в сообщении #1571718 писал(а):

есть ли еще у электрона что-то?

Электрический дипольный момент (в пределах точности текущих экспериментов нулевой).
Магнитный момент.
Моменты высших порядков.
Лептонное число.

warlock66613 в сообщении #1571733 писал(а):

Неучаствие в сильном взаимодействии.
Слабый гиперзаряд/слабый изоспин.

warlock66613 в сообщении #1571733 писал(а):

ещё поколение/аромат/тройка электронное лептонное число, мюонное лептонное число, тау-лептонное лептонное число.

Ну ничего себе - элементарная частица. А у фотона такой же богатый набор параметров?

[DimaM]

granit201z в сообщении #1571737 писал(а):

Ну ничего себе - элементарная частица.

"Других элэмэнтарных частиц у нас для вас нэт!"

[warlock66613]

granit201z в сообщении #1571737 писал(а):

А у фотона такой же богатый набор параметров?

А как может быть меньше, если параметры должны отличать одно от другого? У фотона сильно больше параметров нулевые: все заряды и соответствующие моменты, все лептонные (и барионные) числа. Да и масса.