Mindenféle laikus kérdés

[Zsolt68]

[persicsb]

[Macska Bonifác]

Igazad van, csak annyit hogy az elektron töltése fix.

[Zsolt68]

A klasszikus mechanika és a relativitáselmélet nem ismeri a saját korlátait. Azt kívülről kell beletenni.
Állítólag az elektrodinamika önmagában tudja, hogy kis méreteknél és nagy térerősségeknél nem érvényes.

(Erről nekem semmit nem tanítottak.)

[persicsb]

[Zsolt68]

Válaszoltam - költői módon - egy állítólag gyakran felmerülő kérdésre, hogy akkor az elektron pontszerű vagy nem.
Ez egy igen durva közelítő számítás, és nem kötelező elfogadni.
Ugorgyunk! (Ahogy azt Pósalaki úr mondaná.)

Hogyan jön ki az elektrodinamikából az, hogy kis méretekben és nagy energiákon nem működik az elmélet?
Mert amit nekem tanítottak, abból ez nem látszik.

[persicsb]

[Zsolt68]

[persicsb]

[G.Á]

Alapvetően két részre lehet osztani a természet leírását: A modell-alkotásra, és a modelleken belüli releváns mennyiségekre vonatkozó dinamika meghatározására.

Zsolt kérdése annyiban lett volna helyes, amennyiben a modellalkotásra magára vonatkozik, ekkor fel lehet tenni olyan kérdést, hogy bizonyos klasszikus jelenségek vizsgálata szempontjából hogyan lehet helyesen modellezni egy elemi töltést, illetve milyen körülmények között vagyunk biztosan túl a klasszikus elektrodinamika érvényességi határán belül.

Régen valóban végeztek ilyen számításokat. Ezek durva nagyságrendi becslések, ezért első közelítésben lényegtelen hogy az elektront kicsi homogén töltéseloszlásnak, vagy gömbfelületen koncentrált eloszlásnak tekintjük.
Ha jól emlékszem az a gondolatmenet mögötte, hogy amennyiben az előkerülő energiák nagyságrendileg elérik a párkeltési energiát, akkor már nem lehet fenntartások nélkül a klasszikus elméletet használni.

Teljesen másik probléma a sugárzási visszahatás klasszikus modellezésével kapcsolatos.
Ezzel kapcsolatban azt érdemes megjegyezni talán, hogy a pontszerű töltés, akárcsak a pontszerű test, egy absztrakció végeredménye, de eredendően nem közvetlenül ezekre vonatkoznak azon tapasztalataink, amik alapján a fizikai összefüggéseket absztraháltuk.
Így nem is okoz fizikailag gondot, ha a pontszerű töltésekre vonatkozó klasszikus elektrodinamikai számítások egy nemlétező esetre olyan eredményt jósolnak, ami kísérletileg megfigyelt rendszerekkel nem egyeztethető össze.

A két kérdés:
-Lehet-e elemi töltést (szabad elektront) klasszikusan modellezni?
Sok lényeges vonására vonatkozóan biztosan nem, de bizonyos vonások jól számolhatóak, mások valamelyest megkérdőjelezhetően.
A sugárzási visszahatás éppen egy nemtriviális aspektus, de feltétlenül értelmes kérdés, hiszen klasszikusan sokkal könnyebb számolni.

-Az elektrodinamika ismeri-e a saját korlátait?
Nem és igen, attól függően mit hívunk elméletnek. Csupasz, matematikai értelemben egyáltalán nem tartalmaz érvényességi tartományt egyetlen elmélet sem, de a fizikában (ha csak az ismereteink lehetővé teszik) általában az elméletekhez tartozik az érvényességi tartomány is, noha ezeket sokféle módon meg lehet fogalmazni. (Bár precízen egyáltalán nem egyszerű.)