听起来可能令人惊讶，但没有人真正知道电子是什么，正是这个基本问题一直是现代物理学的大部分驱动力，并最终导致了量子场论的发展。

要回答“什么是电子？”这个问题，您会认为第一步是观察它。但是，说起来容易做起来难。电子对于我们来说太小了而无法观察到——我们能观察到的最小的东西是一个原子，甚至是传统显微镜所观察不到的。

因此，我们无法观察到电子，但是我们可以观察到其行为，更具体地说，是其能量。目前，这是使用Penning捕集阱完成的。Penning捕集阱是1970年代开发的一种特殊设备，其目的是长时间捕获颗粒，以便进行准确的测量。

需要注意的重要一点是，当我们进行能量测量时，实际上是在测量单个离子，即围绕中心原子核的电子而不是单个电子。

实际上，正是这种能量测量方法导致了JJ Thompson在1879年发现电子。此发现随后终止了原子是最小粒子的想法，Thompson则暗示原子是由包围的电子组成的。由正电荷的汤制成-梅子布丁模型。

然而，后来当欧内斯特·卢瑟福与盖革和马斯登一起进行他著名的金箔实验时得出结论是不正确的，他得出结论，原子的质量集中在其中心，因此提出了一个带有正中心核的模型。带负电的电子。

该模型是在尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）的帮助下进一步发展的，但他不是将电子随机分布，而是提出它们存在于轨道中-绕着中心正核运行，类似于绕着中心核/恒星运行的行星。

现在，使用任何模型，我们都应该能够解释我们正在观察的内容。氢的光谱分析揭示了一组离散的发射线，玻尔模型将其解释为电子在轨道之间的过渡。但是，玻尔模型只能解释氢或其他单个电子原子（如离子氦）的发射光谱。

对于多电子原子，光谱分析显示出更多的离散发射线，这是玻尔模型无法解释的。

这是量子模型的接管人，在那里，关于电子的所有已知信息，不是围绕精确定义的轨道存在的，而是它们在原子周围的可能分布，通常称为电子云。电子云模型由ErwinSchrödinger和Werner Heisenberg于1926年开发，可以用概率波（特别是薛定inger波方程）来解释，其中电子可以在原子中占据的状态或“轨道”与之相似。驻波。

在量子模型中，这些状态或轨道取决于一组量子数，例如主量子数n，角动量数l，磁数m和自旋数s。正是这些不同的量子数以概率云的形式定义了电子的位置和动量，并描述了玻尔模型中未解释的发射线。

电子作为概率云而不是确定的轨道状态的另一种观点成功地描述了物质的行为。但是，尽管达到了玻尔模型无法实现的目标，但是它仍然无法揭示电子的性质以及其质量来自何处。

为了更深入，我们需要一个模型来更准确地描述电子的性质和结构，这正是 Nassim Haramein 提出的广义全息模型所提供的。

这种方法首先将能量的基本位定义为普朗克规模的振动球面单位-称为普朗克球面单位（PSU）。然后，扩展了物理学家戴维·波姆（David Bohm），雅各布·贝肯斯坦（Jacob Bekenstein），史蒂芬·霍金（Stephen Hawking），杰拉德·特霍夫特（Gerardt Hooft）和伦纳德·萨斯金德（Leonard Susskind）的工作，并指出，任何球面系统的能量（或信息）都与球面体积内PSU的数量成比例（体积熵）和球面水平线上可用的PSU数量（表面熵）。

外部和内部之间的这种全息关系定义了系统在任何给定时刻所表示的质量，而反之则定义了系统的质量能密度-或如David Bohm所述，分别为展开和折叠。

问题是–这种方法可以扩展到电子吗？

回答这个问题的第一步是考虑电子的空间范围及其所包围的信息量。因此，如果我们以电子云可以被视为信息的“电子”相干场的前提开始，那么与其将电子视为一个独立的系统，不如将电子视为空间上从质子向外延伸到半径包围着氢玻尔原子的电子云的半径。当我们使用这种方法时，我们会发现全息质量与体积比（转移电势）以及与实验测得的电子质量相当的电子质量解决方案。因此，现在我们有了一个模型，该模型不仅可以预测电子的正确质量，还可以提供对它的结构直至普朗克长度尺度的物理理解。

作为时空普朗克标度颗粒结构的 相干集体行为的电子新图谱，使我们对电子的性质有了更深入的了解。

来源：scienceblogs

作者：Amira Val Baker

FY：二师兄

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