Kara delik elektronu sayfasının kaynağını görüntüle

[[Fizik]]te, bir elektronun açısal momentumunun, kütlesinin ve yükünün değeri aynı olan bir karadelik olsaydı bu karadeliğin elektronun diğer özelliklerini de paylaşacağını bahseden spekülatif bir [[hipotez]] vardır. En önemlisi, Brandon Carter 1968'de böyle bir nesnenin manyetik momentinin bir elektronunkiyle eşleşeceğini gösterdi.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|başlık=Global structure of the Kerr family of gravitational fields|url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1968-10-25_174_5/page/1559|yazarlar=Carter|tarih=25 Ekim 1968|sayı=5|sayfalar=1559-1571|çalışma=[[Physical Review]]|cilt=174|doi=10.1103/physrev.174.1559}}</ref> Bu ilginç çünkü özel göreliliği göz ardı eden ve elektronu dönen küçük bir yük küresi olarak ele alan hesaplamalar, deneysel değerden kabaca iki kat daha küçük bir manyetik moment veriyor (bakınız [[Cayromanyetik oran]]).

Bununla birlikte, Carter'in hesaplamaları, bu parametlere sahip olası bir karadeliğin "[[süper-aşırı]]" olabileceğini gösteriyor. Böylece, gerçek bir karadeliğin aksine, bu nesne [[olay ufku]] ardında saklı olmayan, uzayzaman içindeki bir [[Singularity (matematik)|tekillik]] anlamına gelen [[Çıplak tekillik|çıplak tekilliği]] görüntülerdi. Aynı zamanda [[kapalı zamansı eğri]]lere yol açacaktır.

Parçacıkların geçerli ve en kapsamlı teorisi olan standart [[Kuantum elektrodinamiği|kuantum elektrodinamikleri]] (QED), elektronun bir nokta parçacığı olduğunu ele alır. Elektronun bir karadelik (veya çıplak tekillik) olup olmadığına dair bir kanıt yoktur. Ayrıca, elektron doğası gereği kuantum-mekanik olduğundan, karadeliklerin kuantum doğasının ve kuantum parçacıklarının yerçekimi davranışının anlaşılmasına dayalı daha iyi bir model araştırma tarafından geliştirilene kadar, yalnızca [[genel görelilik]] açısından herhangi bir açıklama paradoksaldır. Bu nedenle, kara delik elektronu fikri şu anda kesinlikle varsayımsal kalmaktadır.

== Detayları ==
[[Albert Einstein]], [[Leopold Infeld]] ve [[Banesh Hoffmann]] tarafından 1938'de paylaşılan bir makale gösterdi ki, temel parçacıklar uzay-zamanda tekillikler olarak ele alınırsa, genel göreliliğin bir parçası olarak jeodezik hareket önermenin gereksiz olduğunu gösterdi.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|başlık=The gravitational equations and the problem of motion|url=https://archive.org/details/sim_annals-of-mathematics_1938-01_39_1/page/65|yazarlar=Einstein|tarih=January 1938|sayı=1|sayfalar=65-100|çalışma=[[Annals of Mathematics]]|seri=Second Series|cilt=39|doi=10.2307/1968714}}</ref> Elektron böyle bir tekillik olarak ele alınabilir.

Elektronun açısal momentumu ve yükü ile [[kuantum mekaniği]]nin etkileri göz ardı edilirse, elektron bir [[kara delik]] olarak ele alınabilir ve yarıçapı hesaplanmaya çalışılabilir. {{Mvar|m}} kütlesinin {{Matematik|''r''<sub>s</sub>}} [[Schwarzschild yarıçapı]], o kütlenin dönmeyen, yüksüz bir karadeliği için olay ufkunun yarıçapıdır. {{Mvar|G}}'nin Newtoncu devamlı gravitasyon ve {{Mvar|c}}'nin ışık hızı olduğu yerde:<math display="block">r_\text{s} = \frac{2Gm}{c^2},</math>tarafından verilir. Elektron için,

: {{Mvar|m}} =<math>9.109\times10^{-31}</math>[[Kilogram|kg]],

yani

: {{Matematik|''r''<sub>s</sub>}} = <math>1.353\times10^{-57}</math>m.

Ayrıca, eğer elektronun açısal momentumunu ve elektrik yükünü göz ardı edersek ve hesaba kuantum teorisini katmadan bu çok küçük uzunluk birimine genel göreliliği safça uygularsak, elektron kütlesindeki bir karadeliğinin yarıçapı bu olurdu.

Gerçekte, fizikçiler kuantum yerçekimi etkilerinin, Planck uzunluğuyla karşılaştırılabilir çok daha büyük uzunluk ölçeklerinde bile önemli olmasını bekliyorlar.<math display="block">\ell_\text{P} = \sqrt{\frac{G\hbar}{c^3}} = 1.616 \times 10^{-35}~\text{m}.</math>Yani, yukarıdaki tamamen klasik hesaplamaya güvenilmemelidir. Ayrıca, klasik olarak, elektrik yükü ve [[açısal momentum]] bir karadeliğin özelliklerini etkiler. Bunları hesaba katmak için, kuantum etkilerini göz ardı ederken, [[Kerr-Newman metriği]]ni kullanmak gerekir. Eğer kullanırsak, elektronun açısal momentumunun ve elektrik yükünün bir elektron kara deliğinin kütlesine kıyasla çok büyük olduğunu buluruz: büyük bir açısal momentumu ve elektrik yükü olan bir Kerr–Newman nesnesi, bunun yerine "[[süper-aşırı]]" olur ve [[Çıplak tekillik|çıplak bir tekillik]] gösterir, yani bir [[olay ufku]] tarafından korunmayan bir tekillik anlamına gelir.

Bunun böyle olduğunu görmek için elektronun yükünü dikkate almak ve açısal momentumunu ihmal etmek yeterlidir. Elektriksel olarak yüklü ancak dönmeyen karadelikleri anlatan [[Reissner-Nordström metriği|Reissner–Nordström metriğinde]]<math display="block">
r_q = \sqrt{\frac{q^2 G}{4\pi\epsilon_0 c^4}},
</math>{{Mvar|q}}'nun elektronun yükü ve {{Matematik|''ε''<sub>0</sub>}}'ın [[vakum geçirgenliği]] olduğu yerde tanımlı bir ''{{mvar|r<sub>q</sub>}}'' miktarı vardır. {{Mvar|q}} = −{{Mvar|[[elementary charge|e]]}} = {{Değer|-1.602}} ile birlikte bir elektron için bu, şu değeri verir:

: {{Mvar|r<sub>q</sub>}} = <math>1.3807\times10^{-36}</math>m.

Bu (büyük ölçüde) Schwarzschild yarıçapını aştığı için, Reissner-Nordström metriği çıplak bir tekilliğe sahiptir.

[[Kerr-Newman metriği]]ni kullanarak elektronun dönüşünün etkilerini dahil edersek, artık bir [[halka tekilliği]] olan çıplak bir tekillik vardır ve uzayzaman da [[kapalı zamansı eğri]]lere sahiptir. Bu halka tekilliğinin boyutu <math display="block">
r_a = \frac{J}{m c},
</math> {{Mvar|m}}'nin elektronun kütlesi olduğu ve {{Mvar|c}}'nin de ışık hızı olduğu ancak elektronun spin açısal momentumunun {{Mvar|J}} = <math>\hbar/2</math>  olduğu yerde yukarıdaki formülle bulunur. Bu,

: {{Mvar|r<sub>a</sub>}} = <math>1.9295\times10^{-13}</math>m,

elektronun yüküyle ilişkili  {{Mvar|r<sub>q</sub>}} uzunluk ölçeğinden çok daha büyük olan değeri verir. Carter'ın belirttiği gibi,<ref>{{Akademik dergi kaynağı|başlık=Global structure of the Kerr family of gravitational fields|url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1968-10-25_174_5/page/1559|yazarlar=Carter|tarih=25 Ekim 1968|sayı=5|sayfalar=1559-1571|çalışma=[[Physical Review]]|cilt=174|doi=10.1103/physrev.174.1559|ilk=B.}}</ref>{{Mvar|r<sub>a</sub>}} uzunluğu elektronun [[Compton dalga boyu]]nun mertebesindedir. Compton dalga boyundan farklı olarak, doğası gereği kuantum-mekanik değildir.

Son zamanlarda, Alexander Burinskii elektrona Kerr-Newman çıplak tekilliği olarak ele alma fikrini takip etti.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|başlık=The Dirac-Kerr-Newman electron|yazarlar=Burinskii|tarih=April 2008|sayı=2|sayfalar=109-122|çalışma=Gravitation and Cosmology|cilt=14|doi=10.1134/S0202289308020011|ilk=Alexander|arxiv=hep-th/0507109}}</ref>

== Kaynakça ==
{{Kaynakça}}

[[Kategori:Hipotetik temel parçacıklar]]
[[Kategori:Kuantum kütleçekimi]]
[[Kategori:Kara delikler]]