Elektron w porównaniu z fotonem

Drugim bohaterem naszych rozważań będzie elektron. Też malutki (jak foton), ale zupełnie inny.

Foton musi poruszać się z prędkością 300 tys km na sekundę (przynajmniej na większych dystansach), elektron, zrobiłby się ciężki jak słoń, gdyby do takich prędkości się zbliżył.

Foton w stosunku do drugiego fotonu ma stosunek obojętny. Dwa fotony, mogą być dokładnie w tym samym miejscu, i w ogóle to ich nie wzrusza. Dlatego pomysł z mieczami świetlnymi z „Gwiezdnych wojen” jest równie fantastyczny, jak ryk silników w próżni kosmicznej.

Dwa elektrony odpychają się wymieniając fotonami. Jak to się odbywa? Mam nadzieję, że poniżej w dyskusji ktoś nam to łapotalogicznie wyjaśni.

Dwa fotony uwielbiają mieć identyczną energię i być w tym samym miejscu. Dlatego możemy konstruować lasery, ale o tym w następnych odcinkach.

Dwa elektrony nie znoszą się wzajemnie nie tylko dlatego, że się odpychają wymieniając fotonami (dawniej to nazywało się odpychanie elektrostatyczne). Otóż dwa elektrony w żaden ludzki (tzn., elektronowy) sposób nie mogą mieć dokładnie takiej samej energii, być w tym samym miejscu i mieć tej samej jeszcze jednej dodatkowej cechy (spinu). Ktoś powie, jasne, że nie mogą, bo by się odpychały z siłą równą nieskończoności. Ale jak dwa elektrony mają inne spiny, to wcale im to nie przeszkadza, że są w tym samym miejscu czasoprzestrzeni.

Oczywiście, stwierdzenie „w tym samym” jest pewnego rodzaju prowokacją dla wzbudzenia i ukierunkowania dyskusji. Bo elektron nie jest żadną kulką (o bardzo małych wymiarach), ale jest rozlokalizowany w przestrzeni. W krysztale krzemu, z których zrobione są tranzystory w naszych komputerach) potrafi mieć „wielkość” kilku centymetrów. To znaczy, jeżeli będziemy go poszukiwać (na przykład, za pomocą przyłączonych drucików z przyłożonym napięciem), to z takim samym prawdopodobieństwem będziemy mogli go znaleźć w dowolnym miejscu.

Rozlokalizowanie w przestrzeni możemy wyobrażać sobie jako falę, w której zmienia się w czasie i przestrzeni... Chciałem napisać „prawdopodobieństwo znalezienia tego elektronu”, ale Ark, Eine, Fluxon by mnie wyśmiali... Niech więc lepiej Oni napiszą, co się zmienia. :-)