[論文レビュー] A dynamic model of atoms: structure, internal interactions and photon emissions of hydrogen

Werner A. Hofer|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 1998

Advanced Thermodynamics and Statistical Mechanics被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、電子の内在的性質と核の振動に基づく決定論的で動的な水素原子モデルを提案する。これは標準的な量子力学的解を置き換えるものである。モデルは0.330 nmの基底状態半径を導出し、結合した電子・陽子運動の崩壊によってスペクトル線を説明する。また、共鳴周波数を核の弾性変形に関連づけ、熱力学的原則と整合する古典的フレームワークを提供する。

ABSTRACT

The standard solution of the Schroedinger equation for the hydrogen atom is analyzed. Comparing with the recently established internal properties of electrons it is found, that these solutions cannot be seen as physically valid states of the electron wave. The paper therefore proposes a new model of hydrogen based on internal properties of electrons. The ground state of the hydrogen system (T=0) is an inertial aggregation within the atomic shell, the calculation yields an atomic radius of 0.330 nm. Electron proton interaction within the atom are treated with a causal and deterministic model, the resonance frequency of the hydrogen system of $ 6.57 imes 10^{15} Hz $ is referred to elastic deformations of its nucleus, resonance levels are a result of boundary conditions for radial electron waves and photon interactions due to nuclear oscillations. Spectral emissions of excited atoms can be referred to a decay of the state of motion of the coupled electron-proton system. The framework developed is essentially deterministic, microphysical processes analyzed are referred to material characteristics of particles involved. Statistical effects are referred to interactions with the atomic environment, the results derived are compatible with the second and third principle of thermodynamics.

研究の動機と目的

• 最近確立された電子の内部的性質と標準的な量子力学的解との間に生じる矛盾を解消すること。
• 電子および陽子の物質的特性に基づいた物理的に妥当で決定論的な水素原子モデルを構築すること。
• 確率的波動関数に依存せずに、原子構造、内部相互作用、光子放出を説明すること。
• 環境との相互作用のモデル化を通じて、第二および第三法則の熱力学的原則と整合性を保つこと。

提案手法

• 基底状態を原子殻内での慣性的凝集体としてモデル化し、計算された半径は0.330 nmである。
• 共鳴周波数に基づく因果的で決定論的なフレームワークを用いて電子・陽子相互作用をモデル化する。
• 水素の共鳴周波数6.57×10¹⁵ Hzを核の弾性変形に割り当てる。
• 結合した電子・陽子系の運動状態の崩壊からスペクトル線を導出する。
• 径方向電子波の境界条件を適用して共鳴準位を特定する。
• 統計的効果を、固有の不確実性ではなく、原子環境との相互作用によって説明する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 水素原子に対するシュレーディンガー方程式の標準的解は、電子波の物理的に妥当な状態と見なせるか？
• RQ2 確率的波動関数に頼らず、決定論的で物質的相互作用によって原子構造と光子放出をどのように説明できるか？
• RQ3 6.57×10¹⁵ Hzの水素共鳴周波数の物理的起源は何か？
• RQ4 径方向電子波の境界条件は、観測可能なスペクトル線とどのように関係するか？
• RQ5 決定論的な微視的モデルにおいて、熱力学的原則をどのように維持できるか？

主な発見

• 水素の基底状態は、計算された半径0.330 nmの慣性的凝集体としてモデル化される。
• 6.57×10¹⁵ Hzの共鳴周波数は、核の弾性変形に起因するとされる。
• スペクトル線は、結合した電子・陽子系の運動状態の崩壊によって生じる。
• 共鳴準位は、径方向電子波の境界条件によって決定される。
• モデルは決定論的であり、第二および第三法則の熱力学的原則と整合する。
• 統計的効果は、固有の量子不確実性ではなく、原子環境との相互作用によって説明される。