ماهو حجم الالكترون?

لأنه يبدو اننا لسنا محل ثقة عند البعض ممن يعتقد اننا نُقدم تفسيرات على حساب الحقيقة العلمية اقول اقرأوا اذن غيرنا فى الرابط تجدون الاجابة عن سؤالكم اجابة ستريحكم اذا كنتم فعلا تبحثون عن الحقيقة.
لكن اقول ايضا أن ضميرى مرتاح علميا و لم اكذب ابدا على نفسى علميا حتى من اجل الايمان.
فالحقيقة يجب قولها كما هى و ليس كل شيء تفسيرات بل كثير من الاشياء هى حقائق تجريبية و بعضها حقائق تجريبية نهائية و ليس كلام يقال.
اذن ماهو حجم الالكترون?- الرجل صاحب المقال على البلوغر قام بجهد ممتاز-
هناك ستة خيارات و انتم و ضميركم العلمى:
-اما رأى لينين Lenin وهو ان الالكترون سيتم تقسيمه مثلما ان الذرة تم تقسيمها. وهذا لم يحدث لحد الساعة. و الفهم الذى لدينا اليوم فى الفيزياء النظرية انه لن يحدث هذا ابدا كما سنوضح.
-او انه نصف قطر بوهر Bohr radius. اى ان حجم الالكترون هو حجم الذرة نفسها اذا كان هناك من يقبل ذلك.
-أو انه نصف القطر الالكترون الكلاسيكى classical electron radius و هذا يعطينا حجما مساويا لحجم النواة التى هى ليست جسيما اوليا وهو يؤدى الى سرعة دوران للالكترون حول نفسه تتعدى سرعة الضوء.
-أو انه يساوى طول موجة كومبتون Compton wavelength وهى اكبر ب 1000 مرة من نصف قطر الالكترون الكلاسيكى لكنه يعطى قيمة حقيقية صحيحة للعزم المغناطيسى magnetic moment. اذن الالكترون اكبر ب 1000 مرة من النواة لمن اراد ان يصدق ذلك.
-أو اننا نأخذ رأى فيزياء الجسيمات الاولية التجريبية و النظرية (وهى الفيزياء الاساسية هنا وليست الفيزياء الذرية و النووية اعلاه) و فيزياء الجسيمات الاولية بقسميها التجريبى و النظرى متفقان على ان الالكترون هو جسيم بحجم صغير جدا بقيمة لا يمكن قياسها اصلا لكن يمكن فقط تقييمها وهى قيمة منسجمة تماما -من الناحية الاحصائية للاخطاء التجريبية- مع القيمة المضبوطة التى هى الصفر الرياضى اى ان الالكترون هو نقطة و رغم هذا فهو متميز بكتلة.
وتفسير هذا بسيط جدا جدا جدا لمن يعرف النسبية الخاصة. الكتلة ليست مرتبطة بالحجم ابدا بل مربع الكتلة هو ليس الا مربع الشعاع-الرباعى للطاقة-كمية الحركة energy-momentum four-vector.
هذا هو كل ما فى الامر.
ليس محير ابدا هذا الشيء فهذه ليست فلسفة كمومى و لا فلسفة زمن.
-و الخيار الاخير ان حجم الالكترون هو طول بلانك Planck length و هو اصغر طول ممكن فى الفضاء-زمن و فى الطبيعة و فى الفيزياء. وهذا حل مقبول جدا وهو منسجم مع الحل السابق.
اذن نظرية الالكتروديناميك الكمومي quantum electrodynamics او ال QED التى تصف الالكترون بالضبط و التى هى نظرية اساسية fundamental theory عند سلم طاقات energy scales النموذج القياسى standard model تصبح نظرية فعالة effective theory عند سلم طاقات نظرية الثقالة الكمومية quantum gravity اى ان ما كنا نسميه حجما يساوى صفر عند سلم طاقات النموذج القياسى اى عند 100 جيغا-الكترون-فولط هو فى الحقيقة حجم يساوى طول بلانك عند سلم طاقات نظرية الثقالة الكمومية الذى يساوى كتلة بلانك Planck mass اى حوالى 10 مرفوعة للقوة 15 جيغا-الكترون-فولط.
وهذا شيء معروف جدا لمن درس نظرية المجالات الكمومية quantum fields theory فنظرية ال QED هى نظرية اضطرابية perturbative تعانى من شيء يسمى قطب لانداو Landau pole مما يعنى انها نظرية اساسية اى صحيحة فقط عند سلم طاقات النموذج القياسات (ولهذا نسميها فعالة فى الحقيقة و ليست اساسية) اما عندما نذهب الى طاقات اكبر من هذا مثلا سلم طاقات النظريات التوحيدية الكبرى grand unified theories و سلم طاقات نظرية الثقالة الكمومية فهى ستنهار وهذا هو معنى قطب لانداو.
نظرية الكروموديناميك اللونى color chromodynamics او ال QCD الذى يصف التفاعلات النووية القوية هى افضل بكثير من نظرية ال QED التى تكلمنا عنها اعلاه و التى تصف التفاعلات الكهرومغناطيسية لان ال QCD هو نظرية غير-اضطرابية non-perturbative مما يعنى ان وضع الكوارك افضل من وضع الالكترون لكن الكوارك هو ايضا جسيم اولى بحجم يساوى صفر و كتلة غير معدومة.
والجسيمات الاولية الاخرى للنموذج القياسى بالاضافة الى الاكترون electron هى الميون muon و الطاو tau و ثلاثة انواع من النوترينو neutrino وهناك ستة انواع من الكوارك quark ثم هناك الجسيمات الناقلة للتفاعل وهى الفوتون photon و 8 انواع من الغليون gluon و ثلاثة انواع من البوزون الشعاعي vector boson ثم هناك الجسيم المسؤول عن اعطاء الكتلة لكل هذه الجسيمات فى تحول طورى من الرتبة الثانية بعد الانفجار الاكبر ببرهات قصيرة جدا وهو جسيم الهيغز Higgs.
ثم هناك ايضا جسيم الغرافيتون graviton الذى ينقل قوة الجذب الثقالى وهو الذى تتفاعل عبره جميع الكتل فى الكون.
واخيرا علينا ان لا ننسى اضداد كل هذه الجسيمات الاولية فهى ايضا جسيمات اولية تحكمها مبرهنة ال CPT (ومرة اخرى هذه مبرهنة تخص تناظرات الفضاء-زمن التى هى تناظرات متقطعة discrete و ليست مستمرة continuous مثل التى فى زمرة بوانكريه Poincare group).
فكل هذه الجسيمات هى جسيمات اولية وهى كلها مؤكدة تجريبيا وهى ستختفى عند سلم الطاقات التى عند كتلة بلانك او طول بلانك حيث ستعوضها الاوتار فى نظرية الثقالة الكمومية.
وهنا نصل الى شيء آخر فالوتر فعلا له حجم غير معدوم لكن ليس له كتلة بل له توتر tension.
اذن خسر -من يريد ان ينكر كل هذه الحقائق- من الجهة الاخرى.
اما كتلة بحجم صفر او حجم بكتلة صفر.
وكل هذا ليس شيئا محالا بل هو شيء طبيعى جدا سهل على الفهم لمن يعرف الفيزياء الاساسية او لمن تواضع و استمع لمن يعرف الفيزياء الاساسية.

https://gravityandlevity.wordpress.com/2015/04/11/how-big-is-an-electron/