Límite empírico en la suma de la carga del electrón y del protón

Seguimiento de "¿ Por qué el electrón y el protón tienen la misma carga eléctrica pero opuesta? ".

Se argumenta que incluso una pequeña carga residual daría como resultado enormes cantidades de electricidad en la materia a granel, todo sería diferente, etc. No encuentro una respuesta convincente: supongamos norte protones más norte + 1 los electrones son neutros ¿Por qué no esperaríamos también que hubiera norte protones a cada norte + 1 electrones? Es decir, no hay problema de materia a granel si cada norte El átomo es un ion negativo (para hidrógeno).

Ahora bien, ¿qué límite inferior empírico podemos dar para norte en ese tipo de escenario?

Respuestas (2)

En β al decaer un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un electro antineutrino. Entonces, si la carga del protón y del electrón no fuera la misma, el neutrón originalmente debe tener una carga neta o el antineutrino debe tener una carga.

El grupo de datos de partículas informa que los límites de corriente de neutrino son inferiores a 10 − 15 de la carga del electrón. (Estoy un poco sorprendido de que este límite no sea más estricto dada la débil interacción de los neutrinos, bueno).

Para el neutrón, el grupo de datos de partículas reporta un límite aún más estricto de menos de 10 − 21 de la carga del electrón.

El informe del grupo de datos de partículas sobre el protón da una cifra para | q pag + q mi | / mi de 10 − 21 .

Básicamente, el experimento muestra que la diferencia de carga es inferior a 10 − 21 mi .

No he rastreado la referencia, pero se dice que el límite de 10 ^ 21 se basa en la "neutralidad de la materia", que suena sospechosamente como el argumento que mencioné. El límite de 10^15 OTOH parece estar basado en una variedad de experimentos con neutrinos, hmm.

supongamos que n protones más n+1 electrones son neutros. ¿Por qué no esperaríamos también que hubiera n protones por cada n+1 electrones? Es decir, no hay problema de materia a granel si cada n-ésimo átomo es un ion negativo (para hidrógeno).

Tal vez en un mundo de ciencia ficción, aunque dudo que las matemáticas resistan el estrés. Necesitaría un nuevo tipo de estado sólido que no se ha observado: uno que sea neutro a granel pero que cuando se ve microscópicamente esté cargado. Se habría observado en tecnologías de microcircuitos, por decir lo menos.

En nuestra realidad existen más de cargas que hemos estudiado con gran precisión. Los átomos, tal y como los da la tabla periódica de los elementos , y han sido estudiados durante casi doscientos años. Toda la estructura depende de tener un número igual de protones a los electrones del átomo, y no es una hipótesis, está respaldada por números experimentales. Por lo tanto, la materia tal como la conocemos tiene el mismo número de protones que de electrones. Tenga en cuenta el "número", no el cargo. Ahora suponga que la carga de cada electrón es diferente de la carga del protón en un delta (q), lo suficientemente pequeño como para no molestar a las soluciones electromagnéticas de los átomos y ser consistente con los datos espectroscópicos. Sin embargo, dado que un mol de moléculas contiene algo así como 10 ^ 23 átomos, esta pequeña carga se sumaría a una enorme carga a granel. Ese es el argumento, y es una prueba irrefutable en nuestra realidad. Se llama prueba por reducción al absurdo .

Ahora bien, si usted discute, ¿por qué no hay exceso de electrones libres alrededor, la respuesta es: porque no los hemos medido.

Bueno, ¿no mencioné este mismo argumento y expliqué por qué no es convincente? Supongamos de hecho q/delta(q) = número de Avogadro / 100, y supongamos que en cada mol hay 100 iones en exceso. ¿Podemos descartar esto?
eche un vistazo a la respuesta de John arriba para los números. Debajo del error todo vale, como siempre será el caso, si digo tomar el océano como un ejemplo que tiene órdenes de magnitud del número de avogadro, o la tierra, que es 0 potencial. ¿No habríamos medido una carga?
He mirado su respuesta. Pareces atascado en lo de la materia a granel, supongo que no he sido del todo claro: no, no mediríamos una carga. Cualquiera que sea la diferencia de carga que haya, en gran escala se cancelaría por la presencia de un exceso de iones. Si hay una diferencia de carga entre los protones y los electrones, también podemos esperar que haya un poco más de uno u otro. No tendrían que ser "libres", felizmente formarían iones, como un poco más H 3 O + concentración en el océano.
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