Schlechte Beschreibung der Elektronendetektion in Wikipedia?

In Wikipedias Beschreibung des Beobachtereffekts in Bezug auf Teilchenphysik haben wir Folgendes: -

Damit ein Elektron nachweisbar wird, muss zuerst ein Photon mit ihm interagieren, und diese Wechselwirkung wird unweigerlich den Weg dieses Elektrons ändern.

Sicherlich ist ein Photon nicht die einzige Möglichkeit, ein Elektron nachzuweisen . Photonenemission bedeutet, dass wir die Anwesenheit des Elektrons tatsächlich sehen könnten (mit einer Lupe oder so). Aber Elektronen haben eine Ladung und interagieren mit anderen geladenen Dingen, also könnten sie indirekt auf andere Weise nachgewiesen werden , nicht wahr? Und das geht noch nicht einmal über die Masse oder den Impuls des Elektrons in die Detektion ein.

Ist dies nur ein Beispiel für schlampige Sprache, oder sind immer Photonen beteiligt, auch wenn Elektronen mit anderen +/- Ladungen interagieren?

"Aber Elektronen haben Ladung und interagieren mit anderen geladenen Dingen" - Kurze Frage: Wie interagieren Dinge mit (elektrischer) Ladung mit anderen geladenen Dingen?
@Alfred Centauri - Wird die elektrostatische Wechselwirkung zwischen einem Elektron und einem anderen geladenen Teilchen auch durch "Photonen" vermittelt?
@freecharly - ja.
Genau genommen wechselwirken auch Elektronen mit der schwachen Kraft. Im Prinzip kann man also das Elektron über eine schwache Wechselwirkung nachweisen. In der Praxis wäre dies jedoch eine ziemlich herausfordernde Methode zur Detektion von Elektronen. Alle Methoden, die auf der elektromagnetischen Kraft basieren, beinhalten den Austausch von Photonen.
@Prahar Thingies sind nicht nur Partikel. Was ist mit elektrischen Feldern? Eine geladene Platte kann einen Elektronenstrahl wie in einem Fernseher ablenken. Wo sind die Biegephotonen (außer wenn sie vom Leuchtstoff kommen)?
Paul, QED ist die Quantenbeschreibung des elektromagnetischen Feldes und seiner Wechselwirkung mit elektrisch geladenen Elementarteilchen. Die Quanten des elektromagnetischen Feldes sind Photonen und die Wechselwirkung geladener Teilchen mit dem elektromagnetischen Feld ist beispielsweise eine Elektron-Photon-Wechselwirkung. Ja, sogar ein statisches elektrisches (und/oder magnetisches) Feld hat eine Photonenbeschreibung. Siehe zum Beispiel Virtuelle Photonenbeschreibung von B- und E-Feldern

Antworten (2)

Die Sprache ist schlampig, aber der Satz direkt nach dem von Ihnen zitierten erwähnt tatsächlich: "Es ist auch möglich, dass andere, weniger direkte Messmittel das Elektron beeinflussen." Die Idee, die der Artikel zu erreichen versucht, ist, dass die Erkennung eine Interaktion erfordert, und Interaktion bedeutet, dass einige Eigenschaften des Objekts geändert werden, das Sie zu erkennen versuchen.

Es ist korrekt für die mathematischen Modelle, die in Studien der Teilchenphysik verwendet werden. Denn das Elektron wechselwirkt elektromagnetisch, und es gibt nicht nur die realen Photonen, sondern auch die virtuellen Photonen

virtuell

die den Impuls und die Quantenzahlen in der durch Integrale über die Variablen beschriebenen Wechselwirkung übertragen. Konzeptionell gibt es also bei jeder alltäglichen Wechselwirkung eines Elektrons immer einen Photonenvermittler. (Es interagiert auch mit dem Schwachen und der Gravitation, aber das sind sehr schwache Effekte, die außerhalb unserer Messmöglichkeiten liegen). Ein Elektron, das mit einem Elektron wechselwirkt (wenn wir zum Beispiel etwas berühren, sind es nur Elektronenwechselwirkungen), tauscht ein virtuelles Photon wie im obigen Diagramm aus.

Nun ist die „Wegänderung“ irreführend. In Detektoren werden hochenergetische Elektronen durch ihren Energieverlust in Kalorimetern identifiziert. Niederenergetische Elektronen sind in Blasenkammern zu sehen:

Elektron

Die geschweifte Linie wurde von einem Elektron erzeugt , das von einem von zwölf vorbeilaufenden Strahlteilchen in einer Flüssigwasserstoff-Blasenkammer getroffen wurde. Es krümmt sich in einem angelegten Magnetfeld und verliert schnell Energie, indem es sich spiralförmig nach innen bewegt.

Ein virtuelles Photon ist am "Strike" beteiligt, und eine Vielzahl virtueller Photonen stoßen das Elektron von Wasserstoffatomen ab, bei jedem Schlag geht wenig Energie verloren, da die Ionisationsenergie von Wasserstoff ~13 eV beträgt und das Elektron einige hundert keV hat, diese erzeugen die kleinen Blasen des Pfades.

"Es sind alles Photonen, den ganzen Weg nach unten"

Parodie von "es sind alles Schildkröten, ganz unten"

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