Form und Ausdehnung der Elementarteilchen

Das ist einer der Gründe, warum wir auf die Quantenfeldtheorie umgestiegen sind . Anstatt auf vereinzelte Teilchen und Wellen zu verweisen, die ansonsten in einer Quasi-Leere operieren, nahmen wir diese Quasi-Leere als potentiellen Hintergrund für das, was wir sonst als Teilchen und Wellen bezeichneten, so dass Erregungen der Felder diesen Dingen entsprechen. Sie brauchen sich nicht mehr zu fragen, ob Materie auf nulldimensionale Punkte oder mehrdimensionale Wellen reduzierbar ist. Wir brauchen nur Funktionen, die die Dynamik beschreiben, und diese Funktionen können auf bestimmte Punkte und Wellen submaps sein.

OTOH, in der Stringtheorie sind die ultimativen Elemente der Materie nicht-nulldimensionale Strings.

Aus kantischer Sicht ist es unmöglich, Materie vollständig als nulldimensional wahrzunehmen. (Tatsächlich denke ich, dass Kants dritte Analogie der Erfahrung, das Prinzip der materiellen Gemeinschaft, ein philosophischer Vorläufer der QFT selbst ist, aber ich schweife ab.) Auf welcher Wahrnehmungsebene wir uns auch befinden, die Objekte, die wir wahrnehmen, werden in weitere Teile unterteilt werden Teile. Wir werden höchstens eine Schwelle erreichen, wo wir den Inhalt unserer Wahrnehmung nicht materiell teilen können, obwohl wir immer noch anerkennen werden, dass der Umgebungsraum teilbar ist, und so würde es immer noch gelten, dass, wenn er anderweitig physikalisch bearbeitbar wäre (sagen wir durch technologische Entwicklung) könnten wir auch die materielle Teilbarkeit unserer Wahrnehmungsinhalte wahrnehmen.

"Partikel" ist eine Idealisierung, ebenso wie "die Form eines Partikels". Der aktuelle Beobachtungsbeweis ist, dass Elektronen punktförmig sind, was technisch bedeutet, dass es in der Menge der beobachteten Wechselwirkungen, an denen Elektronen beteiligt sind, keine Beobachtungen gibt, die im Widerspruch zu einer willkürlich kleinen geometrischen Größe des Elektrons stehen. Und das Konzept der "beliebig kleinen geometrischen Größe" ist eine besondere formale mathematische Verallgemeinerung/Extrapolation des alltäglicheren Konzepts.

Üblicherweise wird dies als Beobachtung ausgedrückt, die eine Obergrenze für die Größe des Elektrons festlegt. Zum Beispiel dieses Ergebnis: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/1988/T22/016 behauptet

Aus der engen Übereinstimmung von experimentellen und theoretischen g -Werten kann ein neuer, um 10 ⁴ × kleinerer Wert für den Elektronenradius, R _g < 10 ^-20 cm, abgeleitet werden.

in seiner Zusammenfassung. Dass die "Größe" des gebundenen Elektrons wirklich eine Aussage über die Ergebnisse bestimmter Modelle in der Teilchenphysik ist, bezieht sich auf bestimmte Beobachtungen der Welt. Wir haben Modelle für Elektronen (Idealisierung), die innerhalb des mathematischen Rahmens der Quantenphysik punktähnlichen Teilchen entsprechen, und können alternative Modelle konstruieren, die in gewissem formalen Sinne Teilchen mit einer Größe ungleich Null entsprechen. Aktuelle Beobachtungen von Elektronen stimmen mit Ersterem überein, und einige Geschmacksrichtungen von Letzterem, vorausgesetzt, dass die Größe klein genug ist.

In Bezug auf die "Form" wird dies durch die aktuellen Beobachtungen behindert, die darauf hindeuten, dass Elektronen punktförmig sind (wiederum technisch gesehen ist dies "keine räumliche Struktur auf den Längenskalen haben, die Experimente untersuchen können"). Da punktförmig, keine Form. Elektronen haben aber einen Spin. Dieses Merkmal von Elektronen kann auf eine Weise manipuliert werden, die als analog zur Neuorientierung eines geformten Objekts angesehen werden könnte, und diese Neuorientierungen können beobachtbare Auswirkungen haben. Dies wird jedoch nicht als "Elektronen mit Form" angesehen, teilweise aufgrund der Beobachtungsgrenzen für die Größe des Elektrons und auch aufgrund der Tatsache, dass es bei der Manipulation des Spins Disanalogien gibt, in der Tat viel Quantenverrücktheit .

Für mich ist dieses ganze Thema eng mit der quinischen Unterdeterminierung in der Wissenschaft verbunden, aber ich kann nicht genau sagen, wie.

(Anmerkung, ich bin eher Physiker als Philosoph)

Partikel haben nicht nur eine Form, sie haben zwei Formen!

Die erste Form ist die Wellenfunktion des Teilchens. Quantenteilchen sind über das ganze Universum verteilt, aber sie haben normalerweise Orte, an denen sie stärker präsent sind als anderswo. Die Form dieser Orte kann als die Form des Partikels bezeichnet werden. Beachten Sie, dass diese Formen in keiner Weise festgelegt sind.

Bei kleinen Teilchen wie Elektronen ist diese Form viel größer als die tatsächliche Größe des Teilchens.

Größere Teilchen, wie Neutronen, haben eine Größe. Wenn Sie sie genau beobachten, können ihre Wellenfunktionen kleiner als diese Größe sein.

Aber was bedeutet es, dass ein Neutron eine Größe hat? Das heißt, wenn Sie zwei Neutronen mit niedriger Geschwindigkeit kollidieren lassen, werden sie in dieser Entfernung "anstoßen" und sich sehr ähnlich wie zwei Billardkugeln verhalten. (Bei hoher Geschwindigkeit zerschmettern und zerbrechen sie)

Größe gibt Partikeln eine zweite Form. Soweit wir das beurteilen können, ist diese Form immer eine Kugel. Zwei Würfel würden sich in unterschiedlichen Abständen treffen, je nachdem, ob sie sich Ecke an Ecke oder Seite an Seite treffen. Wir haben keine derartigen Effekte gesehen. (Ich habe keine Ahnung, wie genau diese Messungen sind)

Photonen (Lichtteilchen) sind Bosonen (Teilchen mit ganzzahligem Spin). Bosonen prallen nicht aneinander ab, daher gibt es keinen Grund, ihnen eine andere Größe als ihre Wellenfunktion zuzuordnen.

Es ist möglich , dass Neutronen und andere große Teilchen eine Größe haben, weil sie aus Teilen, Quarks, bestehen. Diese Teile halten gerne Abstand, auch zu anderen Neutronen.

Es ist nicht bekannt, ob Quarks selbst eine Größe im Sinne von "Bump" haben. Es ist sehr schwierig, mit Quarks zu experimentieren.