Aktive schwere Masse des Elektrons

Ich denke, Sie werden mit einer Antwort zum Gravitationsfeld des Elektrons nicht zufrieden sein - meines Wissens hat niemand etwas getestet, das das von mikroskopischen Partikeln erzeugte Gravitationsfeld betrifft. Dem am nächsten sind wir bei Tests der gravitativen Rotverschiebung gekommen, bei denen mikroskopisch kleine Teilchen im äußeren Feld der Erde gestreut werden.

Es gibt jedoch eine bekannte Lösung für die Einstein-Gleichung und die Maxwell-Gleichungen, die ein Schwarzes Loch mit einer Ladung ungleich Null darstellt, bekannt als die Reissner-Nordström-Metrik, gegeben als:

Wo$f=1-\frac{2M}{r} + \frac{q^{2}}{r^{2}}$. Im Zusammenhang mit dieser Metrik gibt es einen Unterschied im Gravitationsfeld, das durch die Ladung induziert wird, im Vergleich zu dem, was es ohne die Ladung wäre – Sie bekommen das$r^{2}$Variation dessen, was die Gravitationspotentialfunktion für zeitähnliche Geodäten wird. Dies ist im Prinzip messbar (und ein Versäumnis, es zu messen, wäre ein Widerspruch entweder zur Maxwell-Gleichung oder zur Allgemeinen Relativitätstheorie, die beide streng getestet werden – ersteres mehr als letzteres).

Man muss jedoch vorsichtig sein, was man unter „aktiver Gravitationsmasse“ eines Systems wie diesem versteht – die ADM-Masse dieses Systems ist still$M$, und wird nicht modifiziert von$Q$, selbst wenn Teilchen in der Nähe des Schwarzen Lochs aufgrund der Anwesenheit des geladenen Teilchens unterschiedliche Kräfte spüren.

Abschließend, als etwas Interessantes beiseite, sollte angemerkt werden, dass das Vorhandensein einer Ladung den Ort des Horizonts zum Ort verschiebt$r_{\pm}=M \pm \sqrt{M^{2}-Q^{2}}$, also gibt es überhaupt keinen Horizont, wenn$Q>M$. Es stellt sich heraus, dass, wenn Sie die Werte für die Elektronenmasse und -ladung in diese Gleichung einsetzen, Sie feststellen werden, dass sie vorhersagt, dass das Elektron eine nackte Singularität sein sollte.

Gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie entspricht Energie der Trägheitsmasse, und jede Trägheitsmasse erzeugt Gravitation. Da Elektronen eine messbare Trägheitsmasse haben, sollten sie einen kleinen Beitrag von 0,1 % zur Gravitationskraft in neutraler Materie haben. Davon abgesehen kann die Frage jedoch nicht experimentell beantwortet werden, da die elektrische Coulomb-Kraft in der Größenordnung von 10 + 30-mal größer ist als die Gravitationskraft für Partikel, daher ist ein Vergleich dieser im Labor nicht möglich, da wir keine Experimente haben, die dies reduzieren könnten elektrisches Rauschen in diesem Ausmaß. Für Teilchen wurde diese Art von Frage für langsame Neutronen, die elektrisch neutral sind, nur teilweise beantwortet. Es ist trotzdem eine sehr interessante Frage, weil einige Theorien spekulieren, dass geladene Teilchen eine Art quantisierte topologische Veränderungen in der Raumzeit sind, daher könnte ihre Bewegung innerhalb der gekrümmten Raumzeit (dh eines Gravitationsfeldes) theoretisch variieren. Diese Fragen gelten auch für Antimaterie und könnten andere Fragen zur Natur dunkler Energie und dunkler Materie beeinflussen. Einige Referenzen zur Messung der Schwerkraft von Leptonen (dh Elektronen) sind unten aufgeführt.

CS Unnikrishnan. GT Gillies "Erzeugen Leptonen Schwerkraft? Erste Laborbeschränkungen aus einigen G-Experimenten und die Möglichkeit einer neuen entscheidenden Beschränkung" Physics Letters A 288: 161-166, 2001.

Homer G. Ellis Lepton erzeugt möglicherweise keine Schwerkraft http://lanl.arxiv.org/abs/gr-qc/0308082

Die Frage war motiviert, weil ich den Verdacht habe, dass das Elektron nicht an der Quelle eines Gravitationsfeldes teilnimmt und schließlich nicht einmal auf ein solches Feld reagiert.

1908 maß Milikan die Ladung eines einzelnen Elektrons. Das Massenverhältnis von Ladung zu Elektron $q/m_{e}$wurde 1897 von Thomson aus dem Drehimpuls und der Ablenkung durch ein senkrechtes Magnetfeld berechnet. Ich denke, dass dieser Wert die träge Masse widerspiegelt.

Ich fand dieses alte (1964) Dokument Gravitations- und Resonanzexperimente an sehr niederenergetischen freien Elektronen von Fairbank und diesen Eintrag Experimental Comparison of the Gravitational Force on Freely Falling Electrons and Metallic Electrons von WittBorn und Fairbank, 1967, mit der Zusammenfassung:

Eine Freifalltechnik wurde verwendet, um die vertikale Nettokraftkomponente auf Elektronen in einem von einem Kupferrohr eingeschlossenen Vakuum zu messen. Es wurde gezeigt, dass diese Kraft weniger als 0,09 mg beträgt, wobei m die Trägheitsmasse des Elektrons und g 980 cm/sec2 ist. Dies stützt die Behauptung, dass die Schwerkraft außerhalb einer Metalloberfläche ein elektrisches Feld induziert, dessen Größe und Richtung so sind, dass die Gravitationskraft auf Elektronen aufgehoben wird .

Es scheint, dass das Problem ungeklärt bleibt. - Dokumente von 1992 und 2007 - (Tests des schwachen Äquivalenzprinzips für geladene Teilchen im Weltraum)

Fairbank glaubte, wie alle anderen damals und auch heute noch, dass das Elektron an der Schwerkraft beteiligt sein muss, entgegen meiner Vermutung, und stellte sich lieber die Existenz einer imaginären induzierten elektrischen Kraft vor, möglicherweise, weil in den 50er und 60er Jahren ein gewisser Rummel um möglich existierte Effekte in Bezug auf Elektrizität und Schwerkraft .

Experimente sind für den Fortschritt der Physik von zentraler Bedeutung, und die Lösung dieses ungeklärten Problems könnte sich als wichtig für die Entstehung einer erfolgreichen Theorie erweisen, die sowohl die sogenannten Teilchen als auch das Gravitationsfeld umfasst.

Ich kann verstehen, dass die Durchführung des Fairbank-Tests unter Mikrogravitationsbedingungen unterscheiden kann, ob das Elektron auf das Gravitationsfeld reagiert.

Um zu testen, ob das Elektron eine aktive Gravitationsmasse hat, könnte ein möglicher Test, der funktionieren könnte ('Ich kenne die technologischen Grenzen nicht ...'), mit einem kollimierten Strahl langsamer Neutronen durchgeführt werden, dessen Pfad zwischen den Platten eines sehr verläuft großer Hochspannungskondensator. Die mögliche Ablenkung des Strahls oder nicht, kann sich als sehr interessant erweisen.

BEARBEITEN HINZUFÜGEN :
Zitieren von CERN: "WIEDER UND WIEDER: Dies ist ein ungelöstes experimentelles Problem !!! ", "IMHO THIS REMAINS AN UNSOLVED PROBLEM WARRANTING EXPERIMENTAL ATTENTON" Rezension und Literatur im Inneren - 2015