La forma y extensión de las partículas fundamentales.

Esta es una de las razones por las que cambiamos a la teoría cuántica de campos . En lugar de referirnos a partículas y ondas individualizadas que operan en un cuasi vacío, tomamos este cuasi vacío como el fondo potencial de lo que describíamos de otro modo como partículas y ondas, de modo que las excitaciones de los campos corresponden a esas cosas. Ya no es necesario preguntarse si la materia es reducible a puntos de dimensión cero oa ondas multidimensionales. Solo necesitamos funciones que describan la dinámica, y estas funciones pueden submapear a puntos y ondas específicos.

OTOH, en la teoría de cuerdas, los elementos últimos de la materia son cuerdas de dimensión distinta de cero.

Desde un punto de vista kantiano, es imposible percibir completamente la materia como de dimensión cero. (De hecho, creo que la tercera analogía de la experiencia de Kant, el principio de la comunidad material, es un precursor filosófico de la propia QFT, pero estoy divagando.) Sea cual sea el nivel de percepción en el que estemos, los objetos que percibimos serán divisibles en otros partes. A lo sumo, alcanzaremos un umbral en el que no podremos dividir materialmente el contenido de nuestra percepción, aunque aún reconoceremos que el espacio ambiental es divisible, por lo que seguiría siendo cierto que, si fuera físicamente funcional (digamos por el desarrollo tecnológico), también podríamos percibir la divisibilidad material de nuestros contenidos perceptivos.

"Partícula" es una idealización, como lo es "la forma de una partícula". La evidencia observacional actual es que los electrones son puntuales, lo que técnicamente significa que en el conjunto de interacciones que involucran electrones que se han observado, no hay observaciones que sean inconsistentes con el electrón que tiene un tamaño geométrico arbitrariamente pequeño. Y el concepto de "tamaño geométrico arbitrariamente pequeño" es una generalización/extrapolación matemática formal particular del concepto más cotidiano.

Por lo general, esto se expresa como observaciones que ponen un límite superior al tamaño del electrón. Por ejemplo, este resultado: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-8949/1988/T22/016 reclamaciones

A partir de la estrecha concordancia de los valores experimentales y teóricos de g , puede extraerse un nuevo valor , 10 ⁴ × más pequeño, para el radio del electrón, R _g < 10 ^{-20 cm.}

en su resumen. Que el "tamaño" del electrón acotado es realmente una declaración sobre los resultados de modelos particulares en física de partículas que se relacionan con observaciones particulares del mundo. Tenemos modelos para electrones (idealización) que corresponden, dentro del marco matemático de la física cuántica, a partículas similares a puntos, y podemos construir modelos alternativos que corresponden, en algún sentido formal, a partículas de tamaño distinto de cero. Las observaciones actuales de electrones son consistentes con las primeras, y algunos sabores de las segundas siempre que el tamaño sea lo suficientemente pequeño.

En términos de "forma", eso se ve obstaculizado por las observaciones actuales que indican que los electrones son puntuales (nuevamente, técnicamente, esto es "no tener una estructura espacial en las escalas de longitud que los experimentos pueden probar"). Dado que es puntual, no tiene forma. Sin embargo, los electrones tienen espín. Esta característica de los electrones se puede manipular de maneras que podrían considerarse análogas a la reorientación de un objeto con forma, y ​​estas reorientaciones pueden tener efectos observables. Sin embargo, esto no se ve como "electrones que tienen forma", en parte debido a los límites de observación en el tamaño del electrón, y también debido al hecho de que hay des-analogías, de hecho, mucha rareza cuántica, en la manipulación del espín. .

Para mí, todo este tema está estrechamente relacionado con la subdeterminación quiniana en la ciencia, pero no puedo precisar cómo.

(Nota, soy más físico que filósofo)

Las partículas no solo tienen forma, ¡tienen dos formas!

La primera forma es la función de onda de la partícula. Las partículas cuánticas están repartidas por todo el universo, pero suelen tener lugares en los que están más presentes que en otros lugares. Se puede decir que la forma de estos lugares es la forma de la partícula. Tenga en cuenta que estas formas no son fijas de ninguna manera.

Para partículas pequeñas, como los electrones, esta forma es mucho más grande que el tamaño real de la partícula.

Las partículas más grandes, como los neutrones, tienen un tamaño. Si los observa de cerca, sus funciones de onda pueden ser más pequeñas que este tamaño.

Pero, ¿qué significa que un neutrón tenga un tamaño? Significa que si dejas que dos neutrones colisionen a baja velocidad, "chocarán" a esta distancia, comportándose de manera muy similar a dos bolas de billar. (A alta velocidad, aplastan y rompen)

El tamaño le da a las partículas una segunda forma. Por lo que sabemos, esta forma es siempre una esfera. Dos cubos se encontrarían a diferentes distancias dependiendo de si se encuentran de esquina a esquina o de lado a lado. No hemos visto tales efectos. (No tengo idea de cuán precisas son estas medidas)

Los fotones (partículas de luz) son bosones (partículas de espín entero). Los bosones no chocan entre sí, por lo que no hay razón para asignarles un tamaño que no sea su función de onda.

Es posible que los neutrones y otras partículas grandes tengan un tamaño porque se componen de partes, quarks. A estas partes les gusta mantener la distancia, y eso incluye mantener la distancia con otros neutrones.

Se desconoce si los propios quarks tienen un tamaño en el sentido de "golpe". Es muy difícil experimentar con quarks.