Können wir ein Elektron (oder irgendein anderes Elementarteilchen) spalten, wie wir ein Photon spalten?

Auf dieser Seite gibt es viele Fragen und Antworten zum Teilen eines Photons. Die meisten stellen gleich klar, dass der Begriff Aufspaltung nicht ganz richtig ist, weil in den meisten Fällen das ursprüngliche Photon absorbiert wird und dann neue Photonen emittiert werden und die Summe der Energien im Grunde gleich ist.

Kann man ein Photon spalten?

Kann ein Photon gespalten werden?

Die Methoden zur Aufspaltung eines Photons sind unterschiedlich:

  1. SPDC

  2. Paarbildung

  3. starke Magnetfelder

Nun sind Photonen einzigartige Elementarteilchen, denn sie sind die einzigen freien Teilchen ohne Ruhemasse, ohne EM-Ladung (Gluonen sind eingeschlossen, Gravitonen sind hypothetisch).

Das einzige, was ich gefunden habe, war die Elektronenfraktionierung.

Was SSH insbesondere gezeigt hat, ist, dass, wenn ein Elektron an eine ansonsten neutrale Polyacetylenkette hinzugefügt wird, diese in zwei Teile zerbrechen kann, von denen eines die Ladung des Elektrons und das andere seinen Spin trägt

https://arxiv.org/abs/cond-mat/0106126

Ich habe keine anderen Elementarteilchen gefunden, die auf irgendeine Weise gespalten werden könnten, meine Frage ist, ob wir andere Elementarteilchen spalten könnten, wie wir es mit Photonen tun.

Frage:

  1. Können wir ein Elektron (oder jedes andere Elementarteilchen) spalten, wie wir es mit dem Photon tun?
Kleiner Kommentar: Bitte verlinken Sie auf arXiv-Abstracts, nicht auf PDF-Dateien.

Antworten (1)

Eine glatte Antwort auf diese Frage ist eine abweisende Antwort auf die Leptonenzahlerhaltung – eine Symmetrie, der Elektronen gehorchen, die aber kein Äquivalent für Photonen hat. Sie können ein freies Elektron nicht in zwei freie Elektronen umwandeln, da die Gesamtzahl der Leptonen (minus Anti-Leptonen) in einem isolierten System eine Konstante ist. (Sie scheinen weder nach der Produktion von Elektron-Positron-Paaren noch nach schwachen Wechselwirkungen zu fragen, bei denen Neutrinos am Leptonsektor beteiligt sind.)

Ihr Link erinnert jedoch daran, dass in Materie viele ununterscheidbare Elektronen herumlaufen. Wenn viele Anregungen des Elektronenfelds vorhanden sind, kann ein sorgfältiger Experimentator ein System konstruieren, bei dem die Anzahl der interessanten Elektronen in irgendeiner Wechselwirkung geändert wird, während die Anzahl der Hintergrundelektronen im Ozean des von Ihnen verwendeten Kristallgitters nicht wesentlich geändert wird.

Für eine popwissenschaftliche Diskussion über Systeme kondensierter Materie, in der Sie über kollektive Materieanregungen sprechen können, so wie Hochenergiephysiker über Teilchen als Vakuumanregungen sprechen, möchten Sie vielleicht Laughlins „A Different Universe“ lesen. Es steht nicht in direktem Zusammenhang mit Ihrer Frage zur Aufspaltung von Elektronen, aber ich denke, Laughlins Perspektive könnte Ihnen helfen, besser zu verstehen, was es bedeuten würde, wenn "ein" Elektron in einer Wechselwirkung mit einem großen Molekül "gespalten" wird.

Das war eher ein Kommentar als eine Antwort, aber es wurde zu lang für das Kommentarfeld. Vielleicht inspiriert es einen kondensierten Menschen dazu, über Ihre Frage nachzudenken, die sie verdient.

Vielen Dank
Es mag eine glatte Antwort sein, aber es ist die einzige Antwort innerhalb der Mainstream-Physik. Quantenzahlerhaltungen sind so stark wie Energie- und Impuls- und Drehimpulserhaltung im quantenmechanischen Rahmen.
@annav Ja, all diese Symmetrien sind in isolierten Systemen ziemlich stark . Interaktionen, die vor einem materiellen Hintergrund stattfinden, unterliegen anderen Beschränkungen. Sie würden auch das Buch genießen, auf das ich verwiesen habe; der Autor verdiente im Grunde seinen Nobelpreis dafür, dass er Quasiteilchen ernst nahm.