Principio di Pauli, Spin, effetto tunnel ed elettroni liberi

3.b.2.b) Elettroni e struttura dell'atomo

Nella sezione dedicata alla Particelle Elementari instabili con massa, abbiamo definito un nuovo tipo di particelle, denominate ondoni, che partecipano alla natura materiale della massa e alla natura di onda in diversi momenti della loro esistenza. È stato detto inoltre che gli elettroni erano un caso particolare di ondoni, hanno massa, ma se il nucleo atomico acquisisce o perde energia si altera il punto di equilibrio che li generava.

La natura mista degli elettroni è indipendente dalla proprietà duale della materia, introdotta inizialmente da De Broglie nel 1924, che si riferisce ad un aspetto diverso. Allo stesso tempo, la suddetta dualità della materia è diversa dal mal denominato comportamento duale della luce, come è stato detto in sezioni precedenti di questo libro.

In altre parole, gli elettroni nella nuova struttura dell'atomo della Meccanica Globale non scompaiono e riappaiono per magia o vanno e vengono in altre dimensioni, come sembrano indicare le espressioni della Meccanica Quantica attuale.

Ricordiamo che, oltre alla configurazione elettronica, vi sono elementi dell'atomo in un nucleo di protoni e neutroni (particelle con massa o materia compressa) che possiede la maggior parte della massa, come è stato determinato dal modello di Rutherford nel 1911 con il suo esperimento della lamina d'oro. Rutherford fissò il raggio dell'atomo in circa 10.000 volte quello del suo nucleo.

La novità fondamentale della Meccanica Globale rispetto agli elementi e alla struttura dell’atomo ed alla definizione di cosa sono gli elettroni è che configura gli elettroni come risultato del campo elettromagnetico e come rilassatori della tensione trasversale di tale campo in contrapposizione all’affermazione della Meccanica Quantica, secondo cui gli elettroni in movimento generarono un campo elettromagnetico. Anche se questo è anche vero.

Potrebbe forse sembrare un cambio filosofico, ma non è lo stesso effetto-causa che causa-effetto e ancora meno causa-causa, come propone gran parte della Meccanica Quantica attuale.

In ogni caso, spero che le nuove caratteristiche degli elementi dell'atomo e la sua configurazione elettronica aiutino a conoscere con più precisione cosa sono gli elettroni, il loro significato, le loro orbite e quelle degli altri ondoni della struttura atomica.

Il punto d'equilibrio in cui esistono gli elettroni è un equilibrio dinamico; però inoltre, la dinamica o movimento degli elettroni nella struttura dell'atomo risponde a diverse cause e manifesta comportamenti diversi.

Vediamo alcune caratteristiche addizionali della struttura dell'atomo e in particolare della sua configurazione elettronica. In primo luogo esamineremo il movimento degli elettroni dentro un’orbita qualsiasi e dopodiché sia le ragioni per cui cambiano l'orbita che il modo in cui lo fanno.

• Le orbite dinamiche degli elettroni

  Il cambio più rilevante della configurazione elettronica del nuovo modello atomico è indubbiamente il modo ed il significato delle orbite degli elettroni.

  La struttura atomica di Rutherford configurava le orbite degli elettroni come circolari ed ellittiche, la teoria atomica di Bohr le presuppone circolari, il modello di Sommerfeld aggiunge sottolivelli, esclude le orbite circolari ed include la relatività. Alla fine, il modello attuale di Schrödinger cambia la filosofia delle orbite atomiche e definisce zone di probabilità di trovare un elettrone nella struttura spaziale dell'atomo.

  

  La configurazione elettronica della struttura atomica secondo la Meccanica Globale accetta anche le zone di localizzazione spaziale delle cariche negative attorno al nucleo o agli elettroni, che appartengono al tipo di particelle elementari dette ondoni. Gli elettroni hanno orbite ellissoidali non fisse nonostante siano stabili. Di conseguenza, le orbite rappresentano i punti sui quali si spostano gli elettroni mentre partecipano alla natura della massa, ovvero quando, da ondoni che sono, hanno la caratteristica di Etere Globale attorcigliata della massa e non di onda elettromagnetica.

  Le orbite degli elettroni sono dinamiche, ellissoidali, non necessariamente attorno al nucleo atomico e corrispondono a punti spaziali in cui la forza risultante della tensione elettromagnetica o di torsione e la tensione della curvatura longitudinale o gravitazionale classica è nulla. Addirittura, si annulla con il movimento degli elettroni, con la vibrazione del nucleo dell’atomo e il mezzo giro, spirali o riccioli che configurano gli elettroni.

  L’ondone girerà perché il giro in sé neutralizza –è una conseguenza di– la forza di torsione residuale o differenza di potenziale gravito-magnetico residuale dopo l’energia elastica di torsione neutralizzata con il mezzo giro della massa del proprio elettrone.

  Le orbite della configurazione elettronica saranno dinamiche o avranno forma di nuvola, come il modello di atomo di Schrödinger del 1926 per la vibrazione del nucleo atomico. La vibrazione del nucleo atomico si deve al fatto che la distribuzione di forze elastiche di torsione e di tensione della curvatura longitudinale non sia uniforme né possa avere simmetria radiale pura; come la forza di gravità considerata isolatamente e su distanze maggiori di quelle atomiche.

  Per la stessa ragione, anche le orbite della configurazione elettronica nel nuovo modello di atomo saranno ellissoidali. La figura ellissoide non dovrà per forza trovarsi su di un piano dello spazio, ma sarà un ellissoide tridimensionale e non dovrà neppure essere situata nel nucleo dell'atomo dentro la nuvola orbitale così definita.

  Già nella struttura dell'atomo di Schrödinger si vede che le zone di movimento non sono sempre orbite attorno al nucleo. Sebbene le orbite degli elettroni possano essere circolari o ellittiche, non lo saranno sempre, con carattere generale si può dire che saranno ellissoidali.

  Vediamo più esattamente perché il movimento degli elettroni all'interno di un’orbita risponde all'energia elettromagnetica non rilassata, per il mezzo giro o riccioli di cui sono formati.

   

   

  • La danza degli Ondoni (The dance of the Wavons)

    La massa dell'elettrone dipende dall'energia elastica immagazzinata. Con una prospettiva spaziale, l'energia degli elettroni sarà equivalente all'energia elastica neutralizzata e dipenderà dal limite fisico per produrre una spirale o un ricciolo dell'Etere Globale e dalla sua velocità orbitale.

    Dunque, la neutralizzazione con il movimento degli ondoni nella struttura dell’atomo si ottiene ad ogni giro completo, cioè, solo saranno ammissibili le frequenze orbitali che neutralizzino le forze di torsione. O, ancora meglio, la velocità degli elettroni sarà uguale a quella che neutralizza o rilassarsi le forze anteriori, poiché viene causata dalle stesse. Qualcosa di simile a quando vogliamo toccare qualcosa con la mano e questo qualcosa si muove nella stessa direzione ed alla stessa velocità della nostra mano, la nostra forza o intenzione di toccare rimarrà neutralizzata.

    Non so se sono io o se davvero è difficile spiegare gli elementi della nuova struttura atomica o entrambe le cose, ci proverò in un altro modo.

    

    Nella figura occhiologica appaiono un paio di mani sostenendo nelle estremità una barra di poliuretano con torsione, se si fa un movimento con le mani, tipo bicicletta, nello stesso senso delle forze di torsione o tensione trasversale di giro, la tensione nelle estremità della barra, sostenute dalle mani, non varierà in modo percettibile. Ma se lo si fa in senso contrario, per la reazione elastica della barra, la tensione nelle mani scompare quando raggiunge una certa velocità di giro, l'unica cosa da fare è lasciarsi guidare dalle due mani.

    La tensione produce una forza elastica che tende a muovere le mani, ma se le mani retrocedono con la stessa velocità con cui lo farebbero per effetto delle forze elastiche di torsione, queste forze elastiche non si notano più; cioè, a partire da questo punto, verso l'esterno delle mani, non esistono. A questo meccanismo di rilassamento elastico nella struttura dell'atomo dobbiamo dare un nome per futuri riferimenti. Mi è piaciuto la danza degli ondoni.

    I punti sui quali si muovono gli elettroni nella loro danza non saranno orbite sopra il nucleo, ma lo faranno su di un asse di simmetria, che a sua volta può essere mobile, in funzione dei giochi di forze elastiche esistenti.

• Configurazione elettronica e principio di Pauli.

  Gli elettroni non devono viaggiare sull'intera orbita, ma ciascuno dei due elettroni dello stesso stato sarà in movimento solo in una parte dell'orbita; ciò sarà dovuto alla vibrazione dell'atomo dal gioco delle elasticità dell'Etere Globale quando l'atomo ha il movimento limitato per qualsiasi ragione, come nel caso di essere parte di molecole. Basta ricordare che l'elettrone esiste nei punti di equilibrio delle forze elastiche e dipende dalla situazione del nucleo dell'atomo rispetto al suo ambiente.

  Un'idea intuitiva del principio di Pauli può essere ottenuta con il seguente esempio di resistenza alla deformazione della sfera plastica dura.

  • Esperimento di fisica semplice.

    Se abbiamo dato la palla non ha superato qualsiasi cosa, ma se è molto forte può produrre una fessura nel cuneo a forma di palla o così grande arancione.

    Ora, se abbiamo continuato a con calci in giro la palla e diventare più forti che avremmo trovato il prossimo pezzo di colore arancione apparirà agli antipodi del primo e con lo stesso orientamento. Successivamente, ne verranno prodotte altre due nel piano perpendicolare a quelle precedenti. Infine, altri quattro negli spazi intermedi.

    Naturalmente, tutto dipende l'elasticità della plastica, e penso, se opportunamente definita matematicamente, potrebbe rivelarsi e generalizzare che in certe condizioni il risultato è sempre lo stesso.

    Quindi il Principio di Pauli non sarebbe un principio e sarebbe diventata una legge fisica sulla base di un teorema matematico che rappresenta determinate condizioni.

    

    Essendo già nell'atomo, se la differenza di tensione dei filamenti tra il nucleo atomico e l'esterno dell'atomo aumenta perché è un atomo con un numero maggiore di protoni, la tensione dei fili aggiungerà elettroni in una zona più esterna. Si tenga presente che la tensione della curvatura longitudinale (diversa da quella trasversale) diminuisce con la distanza dal nucleo atomico.

    In aggiunta, ci sono gli elettroni che si formano prima in certi luoghi dei elevati livelli che supportano più di stress a causa della geometria spaziale dei elasticità.

    Per un'analisi formale vedi la pagina di Wikipedia sulla configurazione elettronica. ** Ci sono molte regole pratiche, come la regola s + d + n, il principio di Aufbau, e anche eccezioni.

• Spin di elettroni e momento angolare orbitale.

  La conferma dell'esistenza dello Spin dell'elettrone proveniva dall'esperimento Stern-Gerlach e dalla cosiddetta struttura fine delle linee dello spettro dell'idrogeno.

  La configurazione elettronica sopra indicata è coerente con il principio di Pauli, l'esistenza dello Spin o il momento angolare intrinseco degli elettroni e l'interazione Spin-orbita –come la struttura fine dell'idrogeno. Vedi la pagina di HyperPhysics ** sullo Spin elettronico.

  

  Il segno dello Spin sembra essere dovuto semplicemente al fatto che il momento angolare orbitale abbia lo stesso senso del momento magnetico dell'elettrone dovuto allo Spin, o se sia contrario ad esso. Di conseguenza, i valori positivi e negativi dello Spin saranno dovuti all'interazione Spin-orbita.

  Esempi della relazione tra Spin e quantità di moto lineare sono gli isolatori topologici in cui si verifica il blocco degli impulsi-Spin.

  Da un'altra prospettiva, l'origine dello Spin sarà sicuramente correlata alla barriera energetica di stabilità che si verifica nella creazione di elettroni, che appartiene indubbiamente alla natura intrinseca dell'elettrone e che è probabilmente legata alla creazione di alcuni neutrini.

• Effetto tunnel o salto fra orbite degli elettroni.

  Se il nucleo dell’atomo acquisisce energia per assorbimento di un fotone, cambierà la struttura del campo gravito-magnetico generato e, quindi, i punti di equilibrio in cui gli elettroni possono esistere e muoversi. Quindi, quando lo squilibrio è maggiore della barriera energetica di stabilità dell'elettrone, la massa degli elettroni viene trasformata in energia elettromagnetica fino in cui si generano di nuovo il mezzo giro o riccioli che compongono la massa dell’elettrone, implicando un nuovo punto di equilibrio orbitale.

  Per questo, il movimento degli elettroni fra orbite non si può seguire e si parla di salti degli elettroni fra orbite della struttura dell'atomo e di movimento di nuvole di elettroni.

  Questa natura mista degli elettroni è anche la base di una possibile spiegazione dell'effetto tunnel e dell'esperimento di Young o della doppia fenditura (doppia fessura) effettuato con elettroni.

• Elettroni liberi e legami molecolari

  Anche gli elettroni si possono creare fra diversi atomi formando legami covalenti, ionici o metallici.

  Inoltre si muovono come le particelle subatomiche stabili con massa mediante scorrimento come un nodo scorsoio nel vuoto classico o struttura reticolare della materia o Etere Globale.

  In questi casi vengono denominati elettroni liberi, perché possono abbandonare lo spazio dell'atomo o della molecola. Visto dall'ottica della Meccanica Globale, ciò che è avvenuto è che le variazioni di energia del nucleo dell'atomo producono cambi nella localizzazione spaziale dei punti di rilassamento della torsione trasversale dell'Etere Globale o che questo rilassamento non sia necessario.

  Allo stesso tempo, il movimento degli elettroni nello spazio esteriore o vuoto classico mostra che hanno una certa stabilità, deve quindi esistere una barriera energetica –minimo di energia– affinché l’elettrone si disfi in fotoni. Inoltre, maggiore è l'energia cinetica, gli elettroni possono essere più stabili.

  La stabilità dell'elettrone influirà sulla configurazione degli orbitali nell'atomo, dato che ritarderà gli aggiustamenti elastici dell'insieme, si potrebbe dire che questa caratteristica degli elettroni contribuisce ad un maggior margine spaziale della forma sferoide delle orbite elettroniche.

   

  • Semplice esperimento di fisica.

    Nell’esempio del nodo scorsoio con un capello si osserva la facilità di spostamento del nodo.

    Nel caso degli elettroni, invece, pensiamo che il nodo scorsoio sia un mezzo nodo e che si faccia dalle pieghe di una cannuccia di una bevanda rinfrescante.

    

    Possiamo vedere intuitivamente che questa rottura avviene solo se c’è un minimo di energia di giro trasversale su questa cannuccia, in caso contrario la cannuccia manterrà la sua forma cilindrica.

    Gli elettroni o torsione della cannuccia di plastica avranno nel nostro esempio la stessa resistenza alla scomparsa che aveva la cannuccia al formarsi.

  D’altra parte abbiamo appena scoperto un’altra delle possibili caratteristiche dei filamenti dell'Etere Globale, avranno cioè natura tubolare pur non essendo completamente omogenea a causa dei vertici delle celle cubiche della rete tridimensionale.

  Come sappiamo per l’effetto fotoelettrico, l’elettrone avrà più velocità e più energia cinetica, quanto più grande sia l’energia del fotone assorbito dall’atomo, partendo da un minimo di energia necessario, senza il quale nessun elettrone viene emesso, per quanto aumentiamo l’intensità della radiazione.

  Un esperimento recente sui limiti dell'effetto fotoelettrico, compiuto da scienziati tedeschi, mostra che un fotone assorbito può provocare l'espulsione di più di un elettrone; in altre parole, sembra che in questo caso il fotone lo assorbe il nucleo dell'atomo e non l'elettrone.