Hace 4 años | Por u_70n1 a europapress.es
Publicado hace 4 años por u_70n1 a europapress.es

Físicos han demostrado por primera vez cómo se ve un solo electrón en un átomo artificial, con un método que les permite mostrar la posibilidad de que un electrón esté presente en un espacio. Esto permite un mejor control de los espines del electrón, que podrían servir como la unidad de información más pequeña en una futura computadora cuántica.

Comentarios

guaperas

#10 No entiendo muy bien a que te refieres con que el electrón es completamente puntual, igual no entiendo de la forma del electrón pero no recuerdo haber escuchado eso cuando yo también estudié.

La función de onda se conoce bien y es precisa, eso no significa que le electrón este difuso o que el electrón esté en un lado puntual (al menos como comentas no se puede conocer), pero el tratamiento puntual es meramente un artificio matemático creo.

CerdoJusticiero

#12 Me refiero a la distribución espacial de la masa de un electrón libre.

La función de onda está relacionada con la distribución de probabilidad de un electrón ligado (por ejemplo, a un protón para formar un átomo de hidrógeno). Por así decirlo, sería como su órbita. Pero el electrón en sí tiene toda su masa localizada en un volumen muchísimo menor que la menor función de onda posible (por muchísimos órdenes de magnitud).

¿Cómo es esta forma? ¿Son los electrones del hidrógeno barritas, lentejitas, cacahuetitos o esferitas que orbitan alrededor de un protón? Según me explicaron en su día (alrededor del 2003-4), la forma medida del electrón no era ni una esfera ni ni una lentejita ni nada así... sino un punto.

Eso quiere decir que o bien es realmente puntual o sencillamente los experimentos realizados por aquel entonces no eran capaces de resolver (de detectar) su forma. Por lo que leo la cosa ha avanzado algo desde entonces:

https://physics.stackexchange.com/questions/119732/do-electrons-have-shape/119734#119734

guaperas

#13 Un el electrón no necesita estar ligado para tener función de onda, solo necesita existir, pero si la forma de la función de onda depende del potencial, en el caso de un átomo de hidrógeno es el problema de dos los cuerpos, que es de los pocos que se puede resolver matemáticamente.

Si las partículas son puntuales sería una singularidad, o incluso romper la distancia de Planck, de hecho no se sabe exactamente que es la masa más allá que una concentración minúscula de energía , pero sí son enanos vaya.

Por cierto no se si conoces esto, pero se ve literalmente en el experimento de la doble rendija como una partícula pasa por una "sola" rendija pero "sabe" donde está la otra rendija, incluso se forma el patrón del corral cuántico

CerdoJusticiero

#14 Sin acritud: creo que tienes un pequeño batiburrillo montado.

Un electrón no necesita estar ligado para tener una función de onda, pero sí para que su distribución de probabilidad no sea una mera constante a lo ancho de todo el espacio (la función de onda de un electrón libre es sencillamente una onda plana). De ahí la primera frase de mi anterior comentario.

No, el átomo de hidrógeno no tiene nada que ver con el problema de dos cuerpos: dicho problema es un caso de la dinámica clásica que obviamente no se puede aplicar a un electrón y a un protón.

Sobre si un electrón puntal sería una singularidad (de masa pero también de carga): a través del enlace de mi anterior comentario, y tras la frase "As far as we know the electron is a point particle" hay otro enlace en el que se explica que tampoco podemos estar seguros de si la relatividad general sigue siendo una teoría válida en los órdenes de magnitud a los que se ha acotado el tamaño máximo del electrón:

Now, most physicists (who care about such things) probably suspect that the electron can't really be a point particle, precisely because of this problem with infinite mass density and the analogous problem with infinite charge density. For example, if we take our current theories at face value and assume that general relativity extends down to microscopic scales, an point-particle electron would actually be a black hole with a radius of 10−57 m. However, as the Wikipedia article explains, the electron's charge is larger than the theoretical allowed maximum charge of a black hole of that mass. This would mean that either the electron would be a very exotic naked singularity (which would be theoretically problematic), or general relativity has to break at some point before you get down to that scale. It's commonly believed that the latter is true, which is why so many people are occupied by searching for a quantum theory of gravity.

En resumen: es una cuestión muy abierta y por lo tanto no podemos concluir alegremente que no, no puede ser una partícula complemente puntual (esto es, que carece de volumen y/o de forma, tal y como entendemos macroscópicamente estas magnitudes) porque entonces cada electrón sería una singularidad análoga a un agujero negro.

El experimento de la doble rendija para una única partícula ciertamente es muy chocante y el vídeo que has enlazado, una pasada. ¡Gracias por compartirlo!

guaperas

No se porque dices que tengo un batiburro montado si venimos a decir lo mismo.

#17 No, el átomo de hidrógeno no tiene nada que ver con el problema de dos cuerpos: dicho problema es
un caso de la dinámica clásica que obviamente no se puede aplicar a un electrón y a un protón.


No es un problema exclusivamente de mecánica clásica, tiene su equivalente en cuántica y al igual que el oscilador simple son de los pocos problemas que tienen solución analítica tanto en clásica como en cuántica, es decir no hace falta recurrir a cálculos numéricos o simplificaciones.

http://www.uco.es/hbarra/index.php/fc/apuntesfc/237-fc0901

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_harmonic_oscillator

La singularidad no tiene nada que ver con la relatividad, simplemente con la distancia de plank y el principio de inducción, como no hemos encontrado nada puntual tenemos la hipótesis de que un electrón es pequeño pero tampoco puede ser puntual. En la naturaleza no se ha encontrado nada ni infinitamente grande, ni infinitamente pequeño, es decir puntual. Aunque matemáticamente utilicemos puntos para describir las cosas, por eso Dirac inventó su delta, de alguna forma al querer integrar algo que está en un punto necesitas una "función" (distribución) matemática especial.

CerdoJusticiero

#18 Pues tienes razón en lo del problema de los dos cuerpos; confieso que nunca había oído llamar al problema del átomo de hidrógeno por ese nombre. Gracias.

No sé a qué te refieres con lo de que las singularidades sólo tienen que ver con la distancia de Plank y el principio de inducción. Las singularidades espacio-temporales como un agujero negro son resultados predichos por la relatividad especial, ¿no?

guaperas

#19 No sabemos que hay dentro de un agujero negro, le llamamos singularidad porque aunque matematicamente tenga sentido, fisicamente no lo tiene (podría tenerlo pero aun no lo sabemos o no se puede saber).

La ciencia se construye con lo que la naturaleza nos muestra, esa es la base de todo. Hasta ahora no se ha encontrado nada en la naturaleza que sea infinitamente grande, o infinitamente pequeño. Otra cosa es que nosotros matemáticamente hablemos de "llevar una carga al infinito", "delta de Dirac", "masa puntual", pero son herramientas matemáticas, pero tales cosas no existen en la naturaleza. Por eso si aplicamos un razonamiento inductivo que es valido en el método científico (si en todas nuestras observaciones y la naturaleza siempre pasa X, entonces es que X es una ley general hasta que se demuestre lo contrario). Pues si hasta ahora no hemos observado nada infinitamente grande, ni nada puntual, lo mas lógico es pensar que son constructos matemáticos que nos ayudan a describir la naturaleza, pero que no existen la naturaleza.

CerdoJusticiero

#20 No sabemos que hay dentro de un agujero negro

Ya, pero sí sabemos que, a día de hoy, la herramienta que mejor describe un agujero negro es la relatividad especial; de ahí la pregunta que te he planteado.

Sin acritud, ¿dónde has aprendido física? Porque, insisto, por el uso que haces del lenguaje y el modo en el que saltas de una tema a otro, sospecho que tienes ciertos conocimientos pero que no son muy profundos.

guaperas

#21 me da igual que la herramienta que mejor describa un agujero negro sea la relatividad general, no hemos podido ver que hay dentro de un agujero negro, si Pepito dice que dentro de una agujero negro hay unicornios con la cara de Bigote Arrocet, pues tiene casi la misma razón que nosotros, una singularidad nunca se ha encontrado en la naturaleza. Si descubres una singularidad tu mañana, entonces te darán el premio Nobel a ti en el 2020. Ojo digo en la Naturaleza, no me vengas con descripciones matemáticas.

Nada en contra del relatividad general, mis respetos a Einstein y Minkowski, son enormes pensadores ambos, son unos dioses para mi. Han sido capaces de encontrar una teoría que hasta ahora se complementa al 100% con la realidad que se puede observar. Pero ojo, la realidad no es la física. ¿Quizás es que tu no conoces la diferencia entre naturaleza y física? ¿estás aun en la visión positivista de la ciencia?. Quizás deberías leer que opinaba Newton sobre su propia "ley de gravitación universal", quizás te recomendaría leer que opinaba Shrodinger (premio nobel de Física) de su propia ecuación de Shrodinger. Quizás deberías leer lo que Feymann (premio Nobel) opinaba de la Física. Quizás deberías leer lo que es la teoría de la complejidad y de como el positivismo científico se absandono hace más de un siglo.... si me da igual que haya talibanes de la ciencia, también hay talibanes de la política.....

Creo (aunque no estoy seguro, igual son suposiciones mías y perdona si me equivoco) que tienes una demasiado visión positivista de la física, que hace más de un siglo que está descartada.

Porque, insisto, por el uso que haces del lenguaje y el modo en el que saltas de una tema a otro, sospecho que tienes ciertos conocimientos pero que no son muy profundos.

Define profundidad, ¿Quieres que empecemos a hablar de matemáticas y formalismo científico y "profundidad"?. Para mi solo hay una profundidad, la evidencia. La ciencia se basa en la evidencia, y repito se basa, la evidencia manda la ciencia se adapta, y no al revés. No lo digo yo, lo dicen todos los físicos. Si eres capaz de encontrar una evidencia de que en la naturaleza existe el infinito, o si eres capaz de encontrar una evidencia de que la relatividad se cumple dentro de un agujero negro serás el premio Nobel de física en 2020 y te convertirás en alguien famoso.

Perdona, que el comentario me haya salido un poco "chulesco", no es mi intención por que con un par de comentarios no soy nadie para juzgar lo que sabes, es una invitación a la reflexión. Leyéndolo de nuevo me parece un poco "agresivo" de verdad que no es mi intención, solo invitarte a un debate. Sin acritud.

CerdoJusticiero

#22 Vamos, que no has estudiado física por encima del nivel de bachillerato en tu vida y que lo que sabes lo has aprendido en blogs, documentales y como mucho en clases de filosofía.

Un saludo y gracias por este enriquecedor intercambio de conocimientos.

guaperas

#23
Vamos, que no has estudiado física por encima del nivel de bachillerato en tu vida y que lo que sabes lo has aprendido en blogs, documentales y como mucho en clases de filosofía.

Si eres feliz feliz creyéndote esa mentira tu mismo.

Si quieres seguir debatiendo aquí estoy.

Joice

#5 emosido engañado

pedrobz

#5 Imaginaciones tuyas...

marc0

#5 Es que son muy particulares, para estar en la onda

d

Vaya, la geometría, primer requisito para entrar en ciertas academias en la Grecia clásica...

sleep_timer

Es cuadrado, lo sabía.

p

#1 Pues yo le veo forma de patatas fritas esperando para mojarse en ketchup

D

El electrón es zurdo.

Gato-Pardo

La geometría de una erección.

p

Schrödinger-De Broglie

D