Q7

来源: 阿尤于 2024-02-03 06:01:17 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读：次 (1762 bytes)

回答: 年终考核题由阿尤于 2024-02-03 05:39:19

Q7
基本粒子的表面是绝对光滑的吗？如质子，中子，电子？

by 囧菌噬菌体

答：

首先，在标准模型的框架下，题中所提到的质子、中子、电子三种粒子只有电子属于基本粒子，质子和中子都存在内部结构所以不能被称为基本粒子。

其次，在量子领域，我们使用波函数来描述基本粒子的概率分布，这些概率云并没有经典意义上的边界，所谓“基本粒子的表面”很难定义，也就无从研究。

好消息是，科学家们有另一种办法来讨论电子的“光滑程度”。电磁学中，电偶极矩是描述电荷系统中正负电荷中心偏移程度的物理量，对于一个均匀带电的球体，其电偶极矩应该是0。在标准模型中，我们一般将电子定义为点粒子，应该是完美的球体，这也意味着如果我们测量得到电子的电偶极矩不为零，电子就会相对于完美球体产生一个微小的偏移。

过去几十年间，科学家们进行了多项实验以测量电子的电偶极矩。这些实验的结果表明，电子的形状非常接近于一个完美的球体——如果存在任何偏离球形的凸起，其大小必须小于10^(-30) m。以电子的经典半径2.82×10^(-15) m为参考，电子表面的形变将会小于其半径的10^(-13)%，也就是说电子是相当“光滑”的。因此，尽管我们无法定义电子的表面，但我们可以得出结论，电子的形状非常接近于一个理想的球体，其“光滑度”达到了极高的水平。

by K.Collider