структура электрона

[slavko]

Рассмотрим наименшую неделимую частицу с положительной массой. (что-то типа электрона, или какой-то его частицы). Какая у нее структура? Она как-бы непрерывна в пространстве? Просто если так, то возникает много вопросов. Например, теорема Банаха-Тарского говорит что шар можно разделить на 2.Что-то типа этого можно теоретически сделать в реальном мире?)

[Munin]

slavko в сообщении #569923 писал(а):

Рассмотрим наименшую неделимую частицу с положительной массой. (что-то типа электрона, или какой-то его частицы). Какая у нее структура?

Это точка со спином. Спин реализует некоторое спинорное представление группы вращений пространства (спинорное, потому что частица квантовая, классические частицы ограничены только тензорными).

Удивительно то, что для всех реальных наименьших неделимых (фундаментальных) частиц хватает одного из четырёх представлений:
- со спином 1/2 - фермионы (кварки и лептоны)
- со спином 1 - бозоны (переносчики взаимодействий: фотоны, глюоны, слабые бозоны).
Гипотетически предсказаны ещё два типа частиц, один из которых активно ищут:
- со спином 0 - бозон Хиггса.
Другой не ищут, поскольку возможности его засечь находятся далеко за пределами того, что доступно нашей экспериментальной технике, и на ближайшие столетия не станет доступно:
- со спином 2 - гравитон.

slavko в сообщении #569923 писал(а):

Она как-бы непрерывна в пространстве?

Для точки этот вопрос неосмыслен.

slavko в сообщении #569923 писал(а):

Например, теорема Банаха-Тарского говорит что шар можно разделить на 2.Что-то типа этого можно теоретически сделать в реальном мире?)

Нет, парадокс Банаха-Тарского никакого отношения к объектам реального мира не имеет.

[zubik67]

Согласно квантовой теории поля элементарные частицы представляют собой возбуждения соответствующих полей, в частности электрон - это возбуждение электрон-позитронного поля. Разумеется, с позиции КТП говорить о точечности элементарных частиц уже не приходится. Вопрос ТС можно интерпретировать как вопрос о строении самого поля, как материальной структуры.

[Munin]

zubik67 в сообщении #570151 писал(а):

Разумеется, с позиции КТП говорить о точечности элементарных частиц уже не приходится.

Пардон, она прямо в лагранжиан заложена. Взаимодействуют между собой только операторы полей, вычисляемые в одной точке.

zubik67 в сообщении #570151 писал(а):

Вопрос ТС можно интерпретировать как вопрос о строении самого поля, как материальной структуры.

Ну, об этом и речь, только в принятой в КТП терминологии о "точечных частицах".

[VladimirKalitvianski]

Структуру объекта количественно определяют формфакторами. В частности, важнейшее значение имеет упругий формфактор, описывающий объект, как таковой, когда при рассеянии не происходит изменения внутренней структуры. Примерами могут слушить атомные формфакторы, описывающие "облака" отрицательного и положительного зарядов в атоме.

Кроме того, есть и неупругие формфакторы, описывающие процессы возбуждения объекта при рассеянии, когда структура мишени изменяется и на это тратится энергия.

Наконец, есть понятие инклюзивной картины, когда все процессы складываются в кучу (усредненная картина). Именно усредненная картина дает "точечный" электрон.

Электрон все время связан в осцилляторах электромагнитного поля, поэтому он сильно "размазан", если говорить об упругой квантовомеханической картине (его упругий формфактор стремится к нулю). Но упругую картину очень трудно наблюдать - надо суметь отделить упругое сечение от неупругих, что практически невозможно из-за плохого разрешения детекторов. Вдобавок, такую систему очень легко возбудить (деформировать, нарушить внутреннее состояние), так что доминируют неупругие процессы рассеяния. Реально наблюдается инклюзивная картина, а она гораздо более насыщенная событиями и кажется, что электрон "один" и сильно отталкивает налетающую частицу. На самом деле всякое рассеяние сопровождается неупругими потерями (излучением фотонов), так что электрон "никогда не один", а инклюзивная картина очень далека от упругой.

[zubik67]

VladimirKalitvianski в сообщении #570284 писал(а):

На самом деле всякое рассеяние сопровождается неупругими потерями (излучением фотонов), ...., а инклюзивная картина очень далека от упругой.

Какие этому есть доказательства?

[Apet]

Munin в сообщении #569932 писал(а):

slavko в сообщении #569923 писал(а):

Рассмотрим наименшую неделимую частицу с положительной массой. (что-то типа электрона, или какой-то его частицы). Какая у нее структура?

Это точка со спином. Спин реализует некоторое спинорное представление группы вращений пространства (спинорное, потому что частица квантовая, классические частицы ограничены только тензорными).

Что-о? Правда точка?
Ну а как же тогда дуализм, волновая функция, интерференция электрона на "двух щелях", о которой здесь все уши прожужжали?
И потом, если электрон точка, то при конечной массе, у него получается бесконечная плотность вещества? Или как?
Что-то Вы совсем заврались (выражаясь Вашей терминологией), г-н Munin.
А вот здесь:

Цитата:

Спин реализует некоторое спинорное представление группы вращений пространства

Вы красиво сказали.
Можно я это, по ситуации, буду цитировать? Полагаю от такого, плебс кучками в обморок будет падать. Что нам с Вами собсно и требуется.

Ничего определенного не может сказать наука о структуре электрона ув. slavko. Вы же понимаете, что для исследования объекта необходим инструментарий с хотя бы на пару порядков мЕньшими объектами. Таковыми пока не располагают.
Великими трудами Милликен показал, что электричество переносится часттицами. Резерфорд надежно показал наличие массивного ядра, что приводило к планетарной модели. Что-то дали исследования треков. Далее, видимо с печалью надо это признавать, особенно не продвинулись. Остальное - фантазии и спекулятивные построения юмористов 20-го века. Никуда не ведущие. К большому сожалению.

[VladimirKalitvianski]

Доказательства чего? Что заряд при ускорении излучает? Это следует из уравнений Максвелла.

Или доказательство того, что упругое сечение сильно отличается от инклюзивного? Так инклюзивное состоит практически только из неупругих сечений, а доля упругого ничтожна (ноль), согласно тем же уравнениям Максвелла.

[Munin]

VladimirKalitvianski в сообщении #570284 писал(а):

Электрон все время связан в осцилляторах электромагнитного поля, поэтому он сильно "размазан", если говорить об упругой квантовомеханической картине (его упругий формфактор стремится к нулю).

Это где он к нулю стремится?

VladimirKalitvianski в сообщении #570284 писал(а):

Вдобавок, такую систему очень легко возбудить (деформировать, нарушить внутреннее состояние)

Ну, мнэ, на энергиях порядка 1 МэВ, что уже не позволяет говорить про "нарушить внутреннее состояние".

zubik67 в сообщении #570377 писал(а):

Какие этому есть доказательства?

В КЭД есть "инфракрасные расходимости", когда вероятность того, что будет излучено много мягких (инфракрасных) фотонов, достаточно велика. Это отвечает тому факту, что двигаясь вдали друг от друга, два электрона всё равно "чувствуют" друг друга, и движутся не по прямой, но их отклонения от прямолинейного движения низкочастотные (в пределе частота нуль).

Но вот почему из этого инклюзивная картина отличается от упругой, я не понял. Инфракрасные поправки и влияют мало, и от них можно избавиться (в отличие от ультрафиолетовых, составляющих реальную проблему КТП, требующую аппарата перенормировок).

-- 14.05.2012 00:29:02 --

Apet
Идите вон, невежественное ничтожество.

[zubik67]

VladimirKalitvianski в сообщении #570502 писал(а):

Доказательства чего? Что заряд при ускорении излучает? Это следует из уравнений Максвелла.

Или доказательство того, что упругое сечение сильно отличается от инклюзивного? Так инклюзивное состоит практически только из неупругих сечений, а доля упругого ничтожна (ноль), согласно тем же уравнениям Максвелла.

Я про сумму энергий электронов и фотонов при рассеянии спрашиваю. Поддерживаю Munin по поводу трудноразличимости упругих сечений с инклюзивными.

[VladimirKalitvianski]

Munin в сообщении #570513 писал(а):

VladimirKalitvianski в сообщении #570284 писал(а):

Электрон все время связан в осцилляторах электромагнитного поля, поэтому он сильно "размазан", если говорить об упругой квантовомеханической картине (его упругий формфактор стремится к нулю).

Это где он к нулю стремится?

Известно, что вероятность упругого рассеяния равна нулю (не бывает упругих процессов, фотоны обязательно излучаются). Технически это выглядит как равенство нулю упругого формфактора. Возьмите инклюзивное сечение, зависящее от разрешения детектора фотонов Е, и устремите Е к нулю, чтобы разрешать все неупругие и упругие процессы. В пределе Е=0 (ничего не излучается, остается только упругий процесс) фактор зануляется. На языке плотности вероятности, такой связанный в осцилляторах поля электрон сильно "размазан" (облако, как в атоме, а не точка).

-- 13.05.2012, 23:22 --

zubik67 в сообщении #570518 писал(а):

VladimirKalitvianski в сообщении #570502 писал(а):

Доказательства чего? Что заряд при ускорении излучает? Это следует из уравнений Максвелла.

Или доказательство того, что упругое сечение сильно отличается от инклюзивного? Так инклюзивное состоит практически только из неупругих сечений, а доля упругого ничтожна (ноль), согласно тем же уравнениям Максвелла.

Я про сумму энергий электронов и фотонов при рассеянии спрашиваю. Поддерживаю Munin по поводу трудноразличимости упругих сечений с инклюзивными.

Энергия излученных фотонов есть всегда некоторая доля от полной переданной энергии. Даже если она мала, она описывает некоторую физику и ничто нам не мешает проанализировать ее. В частности, в квантовой механике упругий процесс описывается упругим формфактором. Зачем же путать упругий формфактор с инклюзивным? Они явно разные.

[Joker_vD]

Apet в сообщении #570500 писал(а):

И потом, если электрон точка, то при конечной массе, у него получается бесконечная плотность вещества?

Ага. Дельта-функция, е-мое. Хорошо, что плотность нужна только чтоб от нее интеграл по объему посчитать!

Apet в сообщении #570500 писал(а):

Что-о? Правда точка?Ну а как же тогда дуализм, волновая функция, интерференция электрона на "двух щелях", о которой здесь все уши прожужжали?

А вот так. Точка. Но у нее нет траектории. Или есть, много-много, и у каждой — своя амплитуда вероятности, и когда мы по всем этим траекториям интегрируем...

[Munin]

VladimirKalitvianski в сообщении #570526 писал(а):

Известно, что вероятность упругого рассеяния равна нулю (не бывает упругих процессов, фотоны обязательно излучаются).

Странно, не могли бы вы дать точную ссылку на учебную литературу, где это было бы указано?

VladimirKalitvianski в сообщении #570526 писал(а):

На языке плотности вероятности, такой связанный в осцилляторах поля электрон сильно "размазан" (облако, как в атоме, а не точка).

Формфактор электрона с его волновой функцией не имеет ничего общего. "Размазанность" электрона из-за его "связанности в осцилляторах" (более принято говорить об облаке (или шубе) виртуальных частиц) - константна, и имеет размеры порядка $m^{-1}.$

VladimirKalitvianski в сообщении #570526 писал(а):

Зачем же путать упругий формфактор с инклюзивным? Они явно разные.

Речь не о том, чтобы их путать, а о количественном значении разности.

Joker_vD
Сообщение Apet - просто пропаганда невежества и лживые высказывания о науке, запрещённые на этом форуме. Так что я просто жду модераторов.

[VladimirKalitvianski]

Munin в сообщении #570593 писал(а):

VladimirKalitvianski в сообщении #570526 писал(а):

Известно, что вероятность упругого рассеяния равна нулю (не бывает упругих процессов, фотоны обязательно излучаются).

Странно, не могли бы вы дать точную ссылку на учебную литературу, где это было бы указано?

VladimirKalitvianski в сообщении #570526 писал(а):

На языке плотности вероятности, такой связанный в осцилляторах поля электрон сильно "размазан" (облако, как в атоме, а не точка).

Формфактор электрона с его волновой функцией не имеет ничего общего. "Размазанность" электрона из-за его "связанности в осцилляторах" (более принято говорить об облаке (или шубе) виртуальных частиц) - константна, и имеет размеры порядка $m^{-1}.$

VladimirKalitvianski в сообщении #570526 писал(а):

Зачем же путать упругий формфактор с инклюзивным? Они явно разные.

Речь не о том, чтобы их путать, а о количественном значении разности.

Смотрите "Квантовая электродинамика" Берестецкого, Лифшица, Питаевского, стр. 91 и 602.

Размазка порядка $m^{-1}.$ происходит не от осцилляторов электромагнитного поля (точнее, не только от них), а от пар. Чем меньше энергия осциллятора, тем большую он дает размазку, так что основная размазка "свободного" электрона происходит из-за низкоэнергетичных осцилляторов поля. Просто никто этого не понимает. Я написал статью про формфакторы, см. здесь: http://arxiv.org/abs/0806.2635

[Munin]

VladimirKalitvianski в сообщении #570625 писал(а):

Просто никто этого не понимает.

С этой фразы обычно бред начинается.

Питаевского щас посмотрю...
Во-первых, когда ссылаетесь на книги со множеством переизданий и разной вёрсткой, указывайте не страницы, а параграфы, в самом крайнем случае - уточняйте год издания.
У меня два издания на компе, 89 и 2002 (3-е и 4-е). На с. 91 в обоих находится параграф "Инверсия спиноров". Очевидно, он не имеет абсолютно никакого отношения к осцилляторам.

С. 602 попадает на параграфы §§ 122 и 123. Да, там сказано кое-что про вероятность чисто упругого рассеяния, равную нулю. Надо посмотреть ещё раз.

Про "размазанность от осцилляторов" не нашёл никаких подтверждений. Видимо, это ваше личное мнение, расходящееся с общепринятыми фактами и способами их называть в КЭД.