PuzzelsEr zijn geen elektrisch neutrale elektronen bekend, dacht ik.
Kunnen ze bestaan?
Kunnen ze aan waarnemingen zijn ontsnapt als ze wel kunnen bestaan?
Elektrisch neutrale elektronen
Moderator: physicalattraction
ads
Steun Sciencetalk
Screenprotector - 2 stuks - Geschikt voor iPhone 17 Pro Tempered Glass - Extra Sterk – beschermglas screen protector
-
Bladerunner
- Artikelen: 0
- Berichten: 1.450
- Lid geworden op: wo 12 aug 2015, 14:55
Re: Elektrisch neutrale elektronen
Zowel het elektron als het elektron-neutrino behoren tot de Fermionen en de familie van de Leptonen.
Ze hebben dus beiden een 'spin' van 1/2. Maar het elektron-neutrino heeft een neutrale elektrische lading.
Kijk je dus alleen naar de spin en lading en het feit dat ze beiden tot de zelfde familie behoren dan komen deze twee deeltjes dichtbij elkaar maar dat maakt het neutrale deeltje nog geen neutraal elektron. Eigenschappen van fundamentele deeltjes liggen vast dus is er een verschil dan is het automatisch een heel ander deeltje.
Ze hebben dus beiden een 'spin' van 1/2. Maar het elektron-neutrino heeft een neutrale elektrische lading.
Kijk je dus alleen naar de spin en lading en het feit dat ze beiden tot de zelfde familie behoren dan komen deze twee deeltjes dichtbij elkaar maar dat maakt het neutrale deeltje nog geen neutraal elektron. Eigenschappen van fundamentele deeltjes liggen vast dus is er een verschil dan is het automatisch een heel ander deeltje.
Re: Elektrisch neutrale elektronen
Hebben we een dieper inzicht in het onderliggende mechanisme waar het effect 'lading' vandaan komt?
Re: Elektrisch neutrale elektronen
ik bedoel dus wat die lading dan veroorzaakt. dat lading van geladen deeltjes van geladen deeltjes komt kan iedereen wel bedenken.
Re: Elektrisch neutrale elektronen
Ik ben zelf ook nog af en toe wat QFT aan het studeren, maar hier alvast wat volgens mij enkele belangrijke elementen zijn om lading en electronen te begrijpen.
In QFT wordt een elektron beschouwd als een excitatie van het elektronveld. Hier zijn enkele belangrijke punten die deze concepten verder uitleggen:
Het elektronveld wordt vaak aangeduid met de notatie \( \psi(x) \). Dit veld beschrijft alle mogelijke toestanden van elektronen in het universum. Wanneer het elektronveld een bepaalde waarde aanneemt, bijvoorbeeld een excitatie of fluctuatie, kunnen we dit beschouwen als een elektron dat wordt waargenomen.
Een excitatie van het elektronveld vertegenwoordigt een toestand met een bepaalde energie, impuls en andere kwantumgetallen. Dit kan worden gezien als het ontstaan van een elektron. Het elektronveld interageert met andere velden, zoals het elektromagnetische veld, dat verantwoordelijk is voor de elektromagnetische interactie. Deze interacties worden beschreven door het koppelen van het elektronveld aan het elektromagnetische veld.
De Dirac-vergelijking is de fundamentele vergelijking in de kwantummechanica die de eigenschappen van fermionen, zoals elektronen, beschrijft. De Dirac-vergelijking kan worden geschreven als:
\[
(i \gamma^\mu \partial_\mu - m) \psi = 0
\]
waarbij:
- \( i \) is de imaginaire eenheid.
- \( \gamma^\mu \) zijn de **gamma-matrices**, die voldoen aan de anticommutatorrelaties:
\[
\{ \gamma^\mu, \gamma^\nu \} = 2g^{\mu\nu} I
\]
waarbij \( g^{\mu\nu} \) de metrische tensor is van de Minkowski-ruimte en \( I \) de identiteitsmatrix is.
- \( \partial_\mu \) is de vierdimensionale afgeleide.
- \( m \) is de massa van het elektron.
- \( \psi \) is de spinor, een kwantumveld dat het elektron beschrijft.
De Dirac-vergelijking kan worden uitgebreid om de interactie van het elektron met het elektromagnetische veld te beschrijven door een minimale koppeling toe te voegen:
\[
(i \gamma^\mu (\partial_\mu - ie A_\mu) - m) \psi = 0
\]
waarbij \( A_\mu \) de vierpotential van het elektromagnetische veld is en \( e \) de elektrische lading van het elektron.
Het behoud van elektrische lading is een fundamentele eigenschap die voortkomt uit de U(1)-symmetrie.
QED heeft een globale U(1) symmetrie, wat betekent dat de Lagrangiaan invariant is onder een fasetransformatie van het veld:
\[
\psi \rightarrow e^{i\alpha} \psi
\]
Volgens Noether’s theorema leidt een continue symmetrie tot een behouden grootheid. De bijbehorende **Noether-stroom** voor de U(1)-symmetrie is de vierstroom \( j^\mu \):
\[
j^\mu = \bar{\psi} \gamma^\mu \psi
\]
en deze voldoet aan de continuïteitsvergelijking:
\[
\partial_\mu j^\mu = 0
\]
Dit betekent dat de totale elektrische lading
\[
Q = \int d^3x \, j^0
\]
behouden blijft in de tijd.
In QFT wordt een elektron beschouwd als een excitatie van het elektronveld. Hier zijn enkele belangrijke punten die deze concepten verder uitleggen:
Het elektronveld wordt vaak aangeduid met de notatie \( \psi(x) \). Dit veld beschrijft alle mogelijke toestanden van elektronen in het universum. Wanneer het elektronveld een bepaalde waarde aanneemt, bijvoorbeeld een excitatie of fluctuatie, kunnen we dit beschouwen als een elektron dat wordt waargenomen.
Een excitatie van het elektronveld vertegenwoordigt een toestand met een bepaalde energie, impuls en andere kwantumgetallen. Dit kan worden gezien als het ontstaan van een elektron. Het elektronveld interageert met andere velden, zoals het elektromagnetische veld, dat verantwoordelijk is voor de elektromagnetische interactie. Deze interacties worden beschreven door het koppelen van het elektronveld aan het elektromagnetische veld.
De Dirac-vergelijking is de fundamentele vergelijking in de kwantummechanica die de eigenschappen van fermionen, zoals elektronen, beschrijft. De Dirac-vergelijking kan worden geschreven als:
\[
(i \gamma^\mu \partial_\mu - m) \psi = 0
\]
waarbij:
- \( i \) is de imaginaire eenheid.
- \( \gamma^\mu \) zijn de **gamma-matrices**, die voldoen aan de anticommutatorrelaties:
\[
\{ \gamma^\mu, \gamma^\nu \} = 2g^{\mu\nu} I
\]
waarbij \( g^{\mu\nu} \) de metrische tensor is van de Minkowski-ruimte en \( I \) de identiteitsmatrix is.
- \( \partial_\mu \) is de vierdimensionale afgeleide.
- \( m \) is de massa van het elektron.
- \( \psi \) is de spinor, een kwantumveld dat het elektron beschrijft.
De Dirac-vergelijking kan worden uitgebreid om de interactie van het elektron met het elektromagnetische veld te beschrijven door een minimale koppeling toe te voegen:
\[
(i \gamma^\mu (\partial_\mu - ie A_\mu) - m) \psi = 0
\]
waarbij \( A_\mu \) de vierpotential van het elektromagnetische veld is en \( e \) de elektrische lading van het elektron.
Het behoud van elektrische lading is een fundamentele eigenschap die voortkomt uit de U(1)-symmetrie.
QED heeft een globale U(1) symmetrie, wat betekent dat de Lagrangiaan invariant is onder een fasetransformatie van het veld:
\[
\psi \rightarrow e^{i\alpha} \psi
\]
Volgens Noether’s theorema leidt een continue symmetrie tot een behouden grootheid. De bijbehorende **Noether-stroom** voor de U(1)-symmetrie is de vierstroom \( j^\mu \):
\[
j^\mu = \bar{\psi} \gamma^\mu \psi
\]
en deze voldoet aan de continuïteitsvergelijking:
\[
\partial_\mu j^\mu = 0
\]
Dit betekent dat de totale elektrische lading
\[
Q = \int d^3x \, j^0
\]
behouden blijft in de tijd.
Bij het opstellen van mijn bijdragen maak ik regelmatig gebruik van AI als hulpmiddel voor analyse en formulering
Re: Elektrisch neutrale elektronen
Aan wnvl1,
Ik weet dat het wellicht niet mag, maar toch.
Ik sta ongelooflijk perplex van uw kennis !
Hoe is een mens daartoe in staat ?
Zou al tevreden zijn om in mijn leven 1 uur te weten / begrijpen wat jij kent / begrijpt.
Ongelooflijk respect.
Ik weet dat het wellicht niet mag, maar toch.
Ik sta ongelooflijk perplex van uw kennis !
Hoe is een mens daartoe in staat ?
Zou al tevreden zijn om in mijn leven 1 uur te weten / begrijpen wat jij kent / begrijpt.
Ongelooflijk respect.
Re: Elektrisch neutrale elektronen
Dat valt tegen hoor. Er zijn er op dit forum die veel meer natuurkunde kennen dan ik en op physicsforums zijn dat er nog veel meer.
Ik snap alleen maar de basisideeën van QFT. Ik betwijfel dat ik erin ga slagen om het volledig te doorgronden.
Bij het opstellen van mijn bijdragen maak ik regelmatig gebruik van AI als hulpmiddel voor analyse en formulering
Re: Elektrisch neutrale elektronen
In theorie wel: dat noemen we Majorana-fermionen,
https://en.wikipedia.org/wiki/Majorana_fermion
Als fundamenteel deeltje zijn deze Majorana-fermionen nog niet direct waargenomen, maar één mogelijke kandidaat zijn (steriele) neutrino's (die echter een andere massa hebben dan elektronen; zie ook https://en.wikipedia.org/wiki/Seesaw_mechanism).
Laatst gewijzigd door flappelap op vr 21 feb 2025, 09:54, 2 keer totaal gewijzigd.
ads
Re: Elektrisch neutrale elektronen
Nee. Er is geen dynamisch principe bekend wat dit soort kwantumgetallen/labels veroorzaakt, zoals we dat voor massa (Higgsmechanisme) wel hebben. Maar de vraag is ook of je überhaupt iets opschiet met zo'n mechanisme, wat voor massa natuurlijk heel anders was (het standaardmodel staat geen expliciete massatermen toe voor zowel fermionen als ijkdeeltjes). We weten ook niet waarom elektronen (leptonen) en protonen (baryonen) op heel veel decimalen dezelfde elektrische lading lijken te hebben, ook al zijn het totaal andere deeltjes. Vanuit unificatiemodellen zoals SU(5) wordt dit wel verklaard, alleen voorspellen deze modellen weer protonverval, wat weer niet wordt waargenomen.
In mijn nieuwste boek "Schitterende symmetrieën" (https://www.epsilon-uitgaven.nl/wetensc ... ieen/11204) wijd ik hier een hoofdstuk aan.
Terug naar “Atoom- en deeltjesfysica”
