Esta pregunta proviene de la respuesta de Anna aquí: https://physics.stackexchange.com/a/578929/230132
Citándola, dice que un electrón unido a un núcleo no es una entidad cuántica, sino el átomo completo. Y agrega que, como tal, los dos no son separables.
Mi conocimiento de QM es rudimentario, pero creo que entiendo lo que quiere decir.
Sin embargo, me pregunto por qué seguimos hablando de electrones cuando están unidos a un núcleo si no son separables, aunque solo sea por razones lógicas y semánticas.
Cuando un fotón lleva a un electrón a un nivel de energía superior, dejamos de hablar del fotón: actuamos como si el fotón desapareciera y su energía estuviera ahora en el electrón.
Lo mismo ocurre con la captura de electrones: generalmente no se considera que el producto final contenga un electrón.
Entonces, ¿por qué en el caso de un átomo todavía hay electrones y no algún estado excitado o lo que sea del átomo?
Supongo que esto es simplemente una elección arbitraria para simplificar las discusiones sobre el estado del átomo y un vestigio del pasado. Pero si alguien tiene una mejor respuesta, por favor ayuda.
Realmente no estoy de acuerdo con la respuesta de anna v. Existe una magia especial para los sistemas de múltiples partículas en la mecánica cuántica, a saber, el entrelazamiento, lo que significa que realmente no se puede pensar en el sistema como hecho de partículas independientes para algunos propósitos. Pero no hay magia especial para los estados enlazados. Siguen las mismas reglas que los estados no consolidados. Las leyes de la física realmente no "saben" qué es un estado ligado.
Un átomo puede tratarse útilmente como una sola partícula cuántica para muchos propósitos, pero también es solo un estado ligado de nucleones y electrones. Los nucleones y los electrones todavía están allí, ya sea que los trates colectivamente como un átomo o no.
Cuando un átomo absorbe un fotón y termina en un estado excitado, el fotón deja de existir. En la captura de electrones, el electrón deja de existir. Cuando un protón y un electrón libres se combinan en hidrógeno, el electrón y el protón no dejan de existir. El hidrógeno es solo un electrón y un protón que interactúan electromagnéticamente, siguiendo las mismas leyes físicas que seguirían si estuvieran libres e interactuando a distancia.
Sin embargo, me pregunto por qué seguimos hablando de electrones cuando están unidos a un núcleo si no son separables, aunque solo sea por razones lógicas y semánticas.
Solo hacemos esto porque, debido a la gran diferencia en las masas del electrón frente al núcleo, podemos tratar aproximadamente al núcleo atómico como fijo y a los electrones como moviéndose en el campo eléctrico nuclear. Si, en cambio, reemplazamos los electrones con, por ejemplo, muones (que son ~ 200 veces más pesados que los electrones), ya no tendríamos esta oportunidad y tendríamos que hablar siempre sobre la excitación de los átomos completos en lugar de simplemente electrones atómicos.
Incluso en sistemas más complicados como moléculas, cristales, etc., podemos usar la gran diferencia entre las masas nuclear y electrónica para diseñar la aproximación de Born-Oppenheimer , donde los núcleos pueden moverse, pero su movimiento está efectivamente separado del movimiento de los electrones, lo que simplifica el análisis. del sistema de muchas partículas en cuestión.
Winston
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