Desde Millikan es obvio que la carga del electrón se puede medir como resultado de la fuerza ejercida por un campo eléctrico externo. Lo que obtenemos en detalle es la carga del exceso de electrones en una gota de agua o aceite.
Me pregunto por qué estamos tan convencidos de que un electrón libre no pierde parte de su carga en su camino hacia el núcleo, en su camino hacia un electrón ligado.
Soy plenamente consciente de que la medición directa de la reducción de carga es imposible, ¿no es así? Tómalo, si quieres, como una subpregunta.
La implicación de que los electrones pierden parcialmente su carga tiene algunas consecuencias que caen en el ámbito de la física observable.
Mi pregunta: ¿Cuáles son las inconsistencias de una hipótesis de la pérdida de carga de un electrón enlazado?
Y, por favor, solo por esta vez, para algunos de ustedes, manténganse alejados de la reacción impulsiva de que esto no es física convencional. La física es una ciencia viva, no una colección de teorías de la verdad.
Editar después de la respuesta de Johns
Los niveles de energía del átomo de hidrógeno se calculan para una carga negativa constante en el electrón y una carga positiva constante en el protón. Si las cargas fueran a disminuir (manteniendo la carga total en cero), los niveles de energía serían diferentes de los calculados (y observados).
Para hacerlo, el enfoque es que la carga tiene un valor de energía potencial desde el infinito hasta el punto en que se aleja del núcleo. Con una mano aplicamos energía y con la otra quitamos energía mediante la emisión de fotones.
Plenamente consciente de lo que estaba haciendo, escribí en la pregunta que incluso un electrón en reposo, cerca del núcleo, "caerá" en él con la liberación de radiación EM. Esta no podría ser la energía potencial reclamada del infinito ni la energía cinética. Se toma del propio electrón, su masa y/o su campo.
Quizás eso sea semántico. Pero la consecuencia está en la necesidad o no de la fuerza fuerte. Se basa en la comprensión de por qué la interacción electrón-protón es estable al final y cuantificada para estados estimulados. Y por qué ocurre la aniquilación partícula-antipartícula.
Editar despues de comentario sinteticos
el fotón no tiene carga, por lo que emitir o absorber un fotón no cambia la carga
@sintético, si, el fotón no tiene carga. Pero la e y la p tienen, y tienen cargas opuestas. Además, tienen campos magnéticos (medidos, realmente reales).
El fotón, a su vez, tiene un componente de campo magnético y eléctrico creciente. ¿Cómo esto no se corresponde con el robo de alguna intensidad de campo de eyp al cuanto de energía?
Una adición más a la respuesta profunda de John
En la teoría cuántica de campos, el objeto que llamamos electrón está estrictamente definido solo en el caso límite donde está aislado de todas las demás partículas. En este caso está representado por un estado Fock del campo y este estado tiene la carga −𝑒. Sin embargo, un electrón enlazado no es un estado de Fock. De hecho, no tenemos una descripción simple de este estado, pero podemos aproximarlo como una suma de estados de Fock y son estos estados adicionales en la suma los que representan las partículas virtuales.
Lo que afirma la idea de carga eléctrica reducida es la no necesidad de fotones virtuales. Cambia la supuesta suma de estados de Fock por los estados descriptibles no simples por un modelo más simple. Deje que el modelo no sea correcto, pero vale la pena calcularlo primero y luego tirarlo. Para empezar, ¿cuáles son las inconsistencias y, una y otra vez, no las implicaciones para las teorías existentes?
Los niveles de energía del átomo de hidrógeno se calculan para una carga negativa constante en el electrón y una carga positiva constante en el protón. Si las cargas fueran a disminuir (manteniendo la carga total en cero), los niveles de energía serían diferentes de los calculados (y observados).
De manera más general, suponiendo que acepta la teoría cuántica de campos como una buena descripción de las partículas fundamentales, la carga es una propiedad del campo cuántico. La razón por la que todos los electrones tienen la misma carga es porque son excitaciones del mismo campo cuántico. No existe un mecanismo en la teoría cuántica de campos para que la carga de un electrón cambie dependiendo de si está unido a un átomo o no.
Hay un sentido en el que podría argumentarse que la carga en un átomo de hidrógeno cambia, y está en la línea del mecanismo que usted sugiere, aunque no es simplemente que la carga de un electrón cambie a medida que se acerca al protón. En la teoría cuántica de campos, el objeto que llamamos electrón está estrictamente definido solo en el caso límite donde está aislado de todas las demás partículas. En este caso está representado por un estado Fock del campo y este estado tiene la carga . Sin embargo, un electrón enlazado no es un estado de Fock. De hecho, no tenemos una descripción simple de este estado, pero podemos aproximarlo como una suma de estados de Fock y son estos estados adicionales en la suma los que representan las partículas virtuales.
El punto de esto es que en el átomo habrá presentes pares virtuales de electrones y positrones, y si estamos sumando el módulo de las cargas, estos cambiarán el total. Este es un efecto muy pequeño en un átomo de hidrógeno porque la energía de enlace es pequeña en comparación con el resto de la masa del electrón y el positrón, pero significa que el número promedio de electrones difiere de uno por una cantidad pequeña. Eso significa que la cantidad total de carga negativa presente difiere de por una pequeña cantidad (la carga neta permanece sin cambios debido a la carga positiva de los positrones virtuales).
Pero, ¿significa esto que la carga del electrón cambia cuando se une a un átomo de hidrógeno? Creo que esto es en gran parte semántico, aunque mi respuesta sería no , ya que, estrictamente hablando, el objeto unido al átomo de hidrógeno es ligeramente diferente de un electrón libre.
Hay muchas pruebas experimentales desde la gota de aceite de Milican. Las trayectorias de electrones se miden con gran precisión en haces de electrones (y positrones). La precisión depende de la carga del electrón que no cambia sin importar cuántos kilómetros estén los colisionadores.
Saldría como una aparente no conservación de la energía en los resultados.
Los experimentos LEP que establecieron el modelo estándar también tendrían resultados completamente diferentes.
una mente curiosa