Кіріспе
Атомаралық өзара әрекеттесулерге масштаб беретін физикалық тұрақты. Классикалық электрон радиусы – электромагниттік сәулеленумен әрекеттесетін электронды қамтитын мәселелер үшін ұзындық масштабын анықтайтын негізгі физикалық шамалардың комбинациясы. Ол электронның релятивистік массалық энергиясын біртекті зарядталған дененің классикалық электростатикалық өзіндік өзара әрекеттесу энергиясымен байланыстырады. Қазіргі түсінік бойынша электрон – нүктелік зарядты және кеңістікте кеңдігі жоқ нүктелік бөлшек. Дегенмен, атомдық масштабтағы мәселелерде электронның өзара әрекеттесуін сипаттайтын ұзындықты анықтау пайдалы. Классикалық электрон радиусы келесідей беріледі:
The classical electron radius is a combination of fundamental physical quantities that define a length scale for problems involving an electron interacting with electromagnetic radiation. It links the classical electrostatic self interaction energy of a homogeneous charge distribution to the electron's relativistic mass energy. According to modern understanding, the electron is a point particle with a point charge and no spatial extent. Nevertheless, it is useful to define a length that characterizes electron interactions in atomic scale problems. The classical electron radius is given as
мұндағы – элементарлық заряд, – электрон массасы, – жарық жылдамдығы, ал – бос кеңістіктің диэлектрлік тұрақтысы. Бұл сандық мән протон радиусынан бірнеше есе үлкен. CGS бірліктерінде диэлектрлік тұрақты факторы мен кірмейді, бірақ классикалық электрон радиусы сол мәнді сақтайды. Классикалық электрон радиусы кейде Лоренц радиусы немесе Томсон шашырау ұзындығы деп те аталады. Ол ұзындық бойынша байланысты үш масштабтың бірі, ал қалған екеуі – Бор радиусы және электронның қысқартылған Комптон толқын ұзындығы ƛe. Осы үш ұзындық масштабының кез келгенін ұсақ құрылым тұрақтысын қолдана отырып, кез келген басқасына ауыстырып жазуға болады: ƛe.
ƛe
Талқылау
Классикалық электрон радиусы қазіргі заманғы теориялардың классикалық лимитінде де, соның ішінде релятивистік емес Томсон шашырауы және релятивистік Клейн-Нишина формуласында да пайда болады. Бұған қоса, ол кванттық электродинамикада қайта нормалау маңызды болатын шамамен ұзындық өлшемі болып табылады. Яғни, жеткілікті түрде қысқа қашықтықта электронды қоршаған кеңістіктің вакуумдық кванттық флуктуациялары атомдық және бөлшектік физикада өлшенетін салдарлары бар есептеуге болатын әсерлерге ие бола бастайды. Бір қарапайым механикалық модельге сүйенген электронды нүктелік емес бөлшек ретінде модельдеу әрекеттерін кейбіреулер дұрыс емес ойластырылған және оқу процесіне кері әсер ететін деп сипаттады.