Может ли электрон находиться внутри протона?

В этой статье есть изображение, показывающее состояния 2S и 2P атома водорода. В заголовке содержится следующее утверждение:

Состояния 2S и 2P водорода показывают, где электрон может быть найден в любой момент времени. Эти изображения показывают возможные местоположения электрона в каждом состоянии; протон без опознавательных знаков находится в центре каждого изображения. В состоянии 2S электрон перекрывает протон, и ненулевое время электрон находится внутри самого протона. В состоянии 2P электрон и протон никогда не перекрываются.

Мой вопрос касается утверждения

ненулевое время электрон находится внутри самого протона

Для меня не имеет смысла, что электрон может быть внутри протона. Так бывает на самом деле или это упрощение?

1s (и 2s, ...) волновая функция электрона отлична от нуля там, где находится протон. Однако я предпочитаю не думать об электроне как о крошечном шарике, летящем туда, где, как предполагает волновая функция, он может быть, поэтому я не согласен с тем, как сформулирована статья. Но, да, процессы захвата электронов основаны на перекрытии...
Почему вы думаете, что этого не может быть? Протон — это просто связанное состояние кварков, удерживаемых вместе глюонами. Это не непроницаемо.

Ответы (1)

Электроны являются квантово-механическими объектами, элементарными точечными частицами в Стандартной модели физики элементарных частиц, поэтому подчиняются законам квантовой механики. Они описываются распределением вероятностей их местоположения, заданным формулой Ψ * Ψ , где Ψ волновая функция, решение квантово-механического волнового уравнения, описывающего конкретный атом. (думаю это водород)

Протон не элементарный, он состоит из элементарных частиц, трех валентных кварков и моря кварков, антикварков и глюонов, очень оживленное место. Нет никакой концептуальной проблемы, связанной с тем, что электрон можно найти рядом с ним, если его измерить, за исключением того, как его измерить!

Захват электрона в ядрах , где имеется достаточно энергии, чтобы превратить протон в нейтрон, ближе всего к тому, что можно экспериментально продемонстрировать, что электрон может находиться в сложной среде и быть захваченным для создания нейтрона плюс электронного нейтрино (для сохранения лептонного числа). См. также здесь.