Haben Elektronen einen Radius, wenn sie sich wie ein Teilchen verhalten?

Ein Elementarteilchen ist nicht wie eine Billardkugel in sehr kleinem Maßstab. Sie selbst sagen

Ich weiß, dass es sich manchmal wie eine Welle verhält, aber manchmal kann es auch als Partikel gesehen werden.

Diese Aussage gilt nicht für makroskopische Teilchen, sie gilt für mikroskopische quantenmechanische Einheiten, wenn die Abmessungen gleich oder kleiner als ein Milliardstel Meter, ein Nanometer, werden. Wir nennen diese Wesenheiten manchmal Partikel und manchmal Welle.

Wir nennen sie Welle, wenn Interferenzphänomene auftreten, die für Wellengleichungen charakteristisch sind, und Teilchen, wenn sie wie die Schwerpunktskoordinate eines makroskopischen Teilchens erscheinen, also eine haben$(x,y,z,ct)$im Raum und a$(p_x,p_y,p_z,E/c)$im Raum mit vier Impulsen.

Obwohl es ein Teilchen ist, hat es einen Radius?

Nein, die Elementarteilchen im Standardmodell haben keinen Radius, sie werden punktförmig angenommen.

oder ein Volumen?

Auch kein Volumen.

wenn es nicht einmal ein Volumen hat, warum sagst du dann, es ist ein Teilchen?

Denn er verhält sich kinetisch wie der Schwerpunkt eines makroskopischen Teilchens, der dessen Kinematik beschreibt. Es ist ein sprachlicher Kompromiss, der das kinematische Verhalten einer elementaren Entität unter bestimmten Bedingungen beschreibt. Dies sind die Ergebnisse theoretischer Anpassungen an sehr viele experimentelle Beobachtungen während des letzten Jahrhunderts.

Nein, Teilchen haben in der Standard-Quantenmechanik eine räumliche Ausdehnung von Null. Tatsächlich sind sie die Grenzfälle von Wellen, die eine räumliche Ausdehnung haben. Während wir Teilchen manchmal einen „klassischen Radius“ zuweisen, dienen diese bestimmten praktischen Zwecken in Bezug auf ein bestimmtes physikalisches System.

Wie oben geschrieben, haben Elektronen gemäß den Standardmodellvorschriften keinen Radius. Ein historisches Ergebnis darüber, älter als das Standardmodell, sei der Vollständigkeit halber durch den sogenannten "klassischen Radius" des Elektrons gegeben. Stellen Sie sich vor, dass Ihr Elektron eine gleichmäßig geladene Kugel mit Ladung ist$e<0$. Sie können den klassischen Radius erhalten, indem Sie die relativistische Ruheenergie des Teilchens gleich der Energie innerhalb einer Ladungskugel setzen (mit$e$), die einen Gor-Radius hat$r_{e}$:

Ein Elektron wird weit entfernt von seiner "Position" "gefühlt". Wir können eine optische Analogie anwenden: Wenn wir ein nebulöses Objekt betrachten, betrachten wir seinen geometrischen Mittelpunkt als seine "Position", obwohl das Objekt komplizierter ist als nur ein Punkt. Dasselbe gilt für ein Elektron: Neben seiner Position spezifizieren wir einige andere Elektroneneigenschaften (Felder) in Abhängigkeit von der tatsächlichen Bewegung des Elektrons. Die Felder sind weit entfernt von der "Position" des Elektrons ungleich Null. Das ist eine laienhafte Erklärung.

Neueste Experimente haben bewiesen, dass Elektronen perfekte Kugeln sind. Kugeln haben Volumen im dreidimensionalen Raum und deshalb glaube ich, obwohl ich keine Beweise dafür habe, dass Elektronen als perfekte Kugeln Volumen haben und ihr Volumen auch durch die Gleichung für ein Volumen einer Kugel im dreidimensionalen Raum berechnet werden kann. Tatsächlich glaube ich, dass aufgrund der Irrationalität von Pi, einem konstanten Teil der Gleichung, das Volumen innerhalb der Kugel bruchteilhaft unendlich ist, was eine Oszillation zwischen Teilchenwelle ermöglicht und für Spin und magnetisches Moment verantwortlich ist.