Elektrische Feldmasse des Elektrons?

Ich bin verwirrt darüber, ob das erwartete elektromagnetische Feld, das durch die punktförmige elektrische Ladung des Elektrons erzeugt wird, das gleichmäßig über den Raum verteilt ist, als Wahrscheinlichkeitsverteilung das Vorhandensein einer effektiven Feldmasse erzeugt oder nicht.

Ich weiß, dass der Wahrscheinlichkeitsstrom des Elektrons ist γ 0 k , die konserviert ist. Multiplikation des Wahrscheinlichkeitsstroms des Elektrons mit seiner Gesamtladung Q gibt die Ladestromdichte an J k = Q γ 0 k . Aus dem Strom kann ich das zu erwartende Viererpotentialfeld berechnen

A k ( R , T ) = J k ( R ' , T C / R ' ) | R R ' | D 3 R ' .

Aus A k Ich kann die zu erwartenden elektromagnetischen Felder wie berechnen F J k = J A k k A J . Endlich kann ich die zu erwartende elektromagnetische Energie als berechnen

U eff = 1 8 π F J k F J k D 3 R .
Wendet man Einsteins Beziehung Energie ist proportional zur Masse an, so erhalte ich folgendes Wirkungsfeld Masse des Elektrons als
M eff = U eff C 2 .

Ist M eff ein echtes Observable? Ich konnte keine analytische Lösung für finden M eff , aber ich habe berechnet M eff für Gaußsche verteilte Wahrscheinlichkeitsfunktionen für das Elektron mit variierender Standardabweichung (räumliche Lokalisierung), und ich bemerkte, dass für Standardabweichungen in der Größenordnung von 10 10 Meter (Gittergröße), M eff war im Vergleich zur Ruhemasse des Elektrons sehr klein. Als die Standardabweichung war 10 15 Meter (Kerngröße), die M eff vergleichbar groß wie die Ruhemasse des Elektrons.

Antworten (2)

Wenn das Elektron punktförmig ist, ist der Poynting-Energieausdruck unendlich und daher für die Berechnung der Energie des Elektrons im Sinne von Einstein nutzlos E = M C 2 , was endlich ist.

Wenn das Elektron wolkenartig ist, ist der Poynting-Energieausdruck endlich und kann einen Teil der Energie des Elektrons liefern; nicht alles, da einige nicht-elektromagnetische Kräfte das Elektron zusammenhalten müssen und die Gesamtenergie auch von diesen abhängt.

Nach allgemeiner Interpretation einiger schöner Experimente sind Elektronen bekanntermaßen kleiner als 10 18   m heute und sind möglicherweise Punkte.

Ich weiß, dass die Energie, die erforderlich wäre, um das Elektron anzuregen, enorm wäre. Ich bin mir nicht sicher, aber es könnte um die Plankenmasse liegen. Ich bin mir nicht ganz sicher, wie sich das auf die Kräfte auswirkt, die es zusammenhalten. Was die Art von Feldmasse angeht, die es in der Wolke erzeugt, würde ich denken, dass es vielleicht in der Größenordnung eines einzelnen Photons von ungefähr der Wellenlänge liegt, die der Größe der Wolke entspricht.

ich stelle mir vor, dass man sich das feld um ein elektron als positronenelektronenpaare vorstellen kann. Ich weiß nicht, wie sich die Dirac-Gleichung verhalten würde. Ich stelle mir vor, Sie würden es mit quantisierten Photonen zu tun haben. Ich weiß nicht, dass Sie sich dieses Problem als etwas wie ein Atom vorstellen könnten. Für das Lochatom gilt die Unschärferelation. Wenn zum Beispiel das Atom durch eine Barriere tunnelt, nimmt es alle seine Teile mit. Es hinterlässt keine Elektronen. Wenn Sie also beschreiben, was im Atom vor sich geht, müssen Sie die zwei verschiedenen Möglichkeiten nicht berücksichtigen. Ich denke also, alles, was Sie zur Berechnung der Feldmasse brauchen, ist, so zu tun, als wäre das Elektron ein fester Punkt im Raum.