Если бы электроны и протоны имели одинаковую массу, оставались бы они на стабильной орбите вокруг своего барицентра или в конце концов столкнулись бы? Точно так же позитроний (или протоний) существует очень недолго, пока не аннигилирует, произойдет ли аналогичная ситуация, когда электроны присоединятся к протонам и нейтронам в ядре (это не нарушит принцип исключения Паули, поскольку они являются разными фермионами).
Если бы это было так, была бы возможна химия в хоть какой-то форме, напоминающей нынешнюю?
Будут ли электроны/протоны по-прежнему иметь энергетические состояния?
Это гипотетический вопрос, поскольку электроны — элементарные частицы, а протоны — составные.
Решения потенциальной задачи дали бы устойчивые орбитали с меньшими средними радиусами. Вот решение модели Бора для мюонного водорода, где мюон в 200 раз тяжелее электрона. Энергии становятся кэВ вместо эВ. Чтобы перейти к массе протона, вводится еще один множитель 10.
Можно представить себе химию, выходящую из таких атомов, но тогда следует представить также новый электрослабый сектор, чтобы уменьшить вероятность нестабильностей.
а) Стабильность атомов обусловлена тем, что захват электронов происходит очень редко из-за малой вероятности перекрытия с ядром и последующего образования нейтрона и нейтрино. Близость и большие энергии увеличили бы эти вероятности. Взгляните на экзотические атомы .
б) возбужденные состояния атома «водорода» могут иметь достаточную энергию и перекрываться с протоном, чтобы превратиться в нейтрон + нейтрино, и космологические модели придется переделывать.
c) как отметил в комментарии @CuriousOne, синтез, катализируемый мюонами , показал еще одну нестабильность по отношению к обычному твердому веществу:
Если мюон заменяет один из электронов в молекуле водорода, ядра, следовательно, сближаются в 207 раз, чем в обычной молекуле. Когда ядра находятся так близко друг к другу, вероятность ядерного синтеза значительно возрастает до такой степени, что значительное количество событий синтеза может произойти при комнатной температуре.
Как только состав протонов (три кварка) войдет в программу, потребуется совершенно новая стандартная модель, поскольку ряд реакций не будет идти только по балансу энергии, например :
Диаграмма Фейнмана для бета-распада нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино через промежуточный тяжелый W-бозон
В целом я считаю, что из такой гипотезы не получится никакого стабильного твердого состояния.
ариверо
Брэндон Энрайт
Альфред Центавр
Селена Рутли
Чику
Любопытный