Existe cierta confianza en que el electrón es un punto perfecto, por ejemplo, para simplificar los cálculos QFT. Sin embargo, al buscar evidencia experimental ( pila ), el artículo de Wikipedia solo señala el argumento basado en que el factor g está cerca de 2 : el artículo de Dehmelt de 1988 que extrapola del comportamiento de protones y tritones que el radio RMS (cuadrado medio) para partículas compuestas de 3 fermiones debe ser :
Usando más de dos puntos para ajustar esta parábola, no se vería tan bien, por ejemplo, el neutrón (udd) tiene y .
Y mientras que clásicamente Se dice que el factor es 1 para un objeto giratorio, es para suponer masa y densidad de carga iguales ( ). En general , clásicamente podemos obtener cualquier modificando la distribución carga-masa:
Otro argumento para la naturaleza puntual del electrón es la pequeña sección transversal , así que echemos un vistazo a las colisiones electrón-positrón:
Además de algunos baches correspondientes a las resonancias, vemos una tendencia lineal en este diagrama logarítmico: mb para 10GeVs (5GeV por leptón), mb para 1 GeV. El caso de 1GeV significa , que también está en la contracción de Lorentz : geométricamente significa veces la reducción de tamaño, por lo tanto veces la reducción de la sección transversal - exactamente como en esta línea en el diagrama de escala logarítmica.
Una explicación más adecuada es que es para colisión: transformándolo al marco de referencia donde descansa una partícula, obtenemos . Esta asintótica el comportamiento en los colisionadores es bien conocido ( por ejemplo, (10) aquí ) - queriendo el tamaño del electrón en reposo , debemos llevarlo de GeVs a E = 511keVs.
Extrapolando esta línea (sin resonancias) al electrón en reposo ( ), obtenemos mb, correspondiente a radio fm
Por otro lado, sabemos que dos fotones EM que tienen una energía de 2 x 511 keV pueden crear un par electrón-positrón, por lo que la conservación de la energía no permite que el campo eléctrico del electrón exceda la energía de 511 keV, lo que requiere algo de su deformación en la escala del femtómetro de :
¿Alguien podría dar más detalles sobre la conclusión del límite superior para el radio del electrón a partir del propio factor g, o señalar un límite experimental diferente?
¿Prohíbe la estructura del partón del electrón: estar "compuesto por tres fermiones más pequeños" como escribe Dehmelt ? ¿ También prohíbe alguna deformación/regularización del campo eléctrico a una energía finita?
"Hay cierta confianza en que el electrón es un punto perfecto, por ejemplo, para simplificar los cálculos de QFT". No. En QED, los electrones son solo puntos, lo que hace una gran diferencia. En el contexto de los experimentos de dispersión, el tamaño de los electrones está determinado por los factores de forma, que no son los de una partícula puntual, debido a las correcciones radiativas. Para detalles y referencias ver varios artículos en el Capítulo B2: Fotones y Electrones de mi FAQ de Física Teórica .
Tenga en cuenta que si bien es indiscutible que el electrón no es un punto, ya no existe una sola medida de tamaño. Dependiendo de los detalles de cómo defina el concepto de radio, obtendrá diferentes respuestas.
El grupo de datos de partículas (la fuente oficial de propiedades de partículas) enumera en la página 109 de su informe de 2014 el valor como ''radio de electrones clásico''.
Esta es una posible medida de tamaño; su utilidad depende de lo que quieras hacer con el valor....
usuario4552
Jarek Duda
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knzhou
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juacala