جذب و انتشار فوتون توسط الکترون در کوانتوم

الکترون و فوتون شبه – نقطه و بدون ساختار هستند. الکترون دارای بار الکتریکی است و فوتون از نظر الکتریکی خنثی است. توضیح داده نمی شود چگونه یک ذره ی باردار، فوتون بدون بار را جذب و تابش می کند؟

دلیل تجربی وجود ندارد که فوتون بدون بار الکتریکی باشد، برعکس، آزمایش نشان می دهد فوتون دارای بار الکتریکی بسیار اندک 10^-14 برابر بار الکترون است (1).
اما در نظریه سی پی اچ، با بازنگری معادله دیراک معلوم شد فوتون دارای ساختار است و یک دوقطبی الکترومغناطیسی بسیار ضعیف است و مقاله آن را در سال 2007 منتشر کردم و در سال 2016 ویرایش کردم (2).
در سال 2016 در یک آزمایش که در سنگاپور انجام شد، مشخص شد کسب انرژی توسط اتم چندان هم آسان نیست و فوتون دارای دو شکل متفاوت است چهار متر طول دارد که با مفهوم فوتون بدون ساختمان سازگار نیست (3).
علاوه بر آن احتمال اینکه یک اتم روبیدیوم تنها یک فوتون منفرد از هر دو شکل فوتون را جذب کند، در حدود جهار درصد است. در سال 2019 در یک شبیه سازی کوانتومی مشخص شد فوتون مانند یک دوقطبی مغناطیسی رفتار می کند (4).
بنابراین فوتون باید یک دوقطبی الکترومغناطیسی بسیار ضعیف باشد، و این همان چیزی است که سالها قبل در نظریه سی پی اچ مطرح شده بود.
با این ویژگی خیلی خوب و ساده می توان توضیح داد که چگونه توسط ذرات باردار مثبت و منفی چذب می شود.
وقتی فوتون به الکترون نزدیک می شود، طرف مثبت فوتون، شکل الکترون را تغییر می دهد و همچنین شکل فوتون نیز تغییر می¬کند و مانند دو قطبی الکتریکی، سمت مثبت فوتون به طرف الکترون جهت می گیرد.  الکترون آن را جذب می کند. اما الکترون و فوتون با سرعت زیاد در حال حرکت هستند، بنابراین احتمال جذب آنها بسیار کم است. این همان چیزی است که در نظریه سی پی اچ پیش بینی شده بود و تقریبا ده سال بعد در آزمایش تأیید شد.
مکانیک کوانتوم نمی¬تواند مکانیزم جذب و تابش انرژی توسط ذرات باردار را توضیح دهد.

1 - A. Hankins, et at. Photon charge experiment, American Journal of Physics 81, 436 (2013)  https://doi.org/10.1119/1.4793593
2 - حسین جوادی، انرژی نقطه صفر و معادله دیراک، 2007
https://www.researchgate.net/publication/296812806_anrzhy_nqth_sfr_w_madlh_dyrak
حسین جوادی، تعمیم معادله و دریای دیراک، 2016
https://www.researchgate.net/publication/303988130_tmym_madlh_w_dryay_dyrak
3- Victor Leong, el, at., Time-resolved scattering of a single photon by a single atom, Nature Communications, 2016,
https://www.nature.com/articles/ncomms13716
4 - Studying it, the researchers have found that photons can behave like magnetic dipoles at temperatures close to absolute zero, following the laws of quantum mechanics.
https://phys.org/news/2019-03-quantum-simulator-magnet.html