3《電子の定常状態と電子軌道》


　“定常状態”（速さ一定）において、電子と電子ヒッグス場ユニット（eHU）は、“単振動”的に相互作用します。

　そうすると、一見、「単振動に伴い、電子が加速or減速することになり、電子の“運動エネルギー、速度、波長”が変化してしまうことになるので、矛盾している」ように思われます。
　しかし、実際は、電子が、電子ヒッグス場ユニット（eHU）との相互作用によって加速or減速することはなく、問題はありません。
　その理由を以下で説明します。

　“定常状態”（速さ一定）において、電子に作用する、「電子ヒッグス場ユニットが生じるポテンシャルエネルギー」は、下図のように変化します。

※各電子ヒッグス場ユニットが生じるポテンシャルエネルギーが、色別に示してあります。 　運動している電子には、常に、“2つのポテンシャルエネルギー”が作用していることが読み取れます。 　そして、“2つのポテンシャルエネルギー”が作用することによって生まれる力は、合計が常に0になることが図から読み取れます。 　なぜなら、“2つのポテンシャルエネルギー”は、上下逆転しているだけで、同じ形だからです。 （なお、電子に作用するポテンシャルエネルギーを位置で微分したものが、電子に作用する“力”に相当するのでした） ※一方のポテンシャルエネルギーの減少分が、もう一方のポテンシャルエネルギーの増加分に常に等しいことが読み取れます。すなわち、ポテンシャルエネルギーの合計は、常に一定であることが読み取れます。

　定常状態（運動エネルギー順位が一定）において電子に作用する力の合計が0であるということは、定常状態における電子は、軌道運動の方向においては、全く加速していない（等速運動している）ことを意味します。
　つまり、定常状態（運動エネルギー順位K_nが一定）では、「“生成＆消滅の単振動に伴う加速＆減速”によって電子の速度や波長が変化してしまう」という問題は、はじめから存在してないことになるのです。

　このように、「電子の運動エネルギー順位K_nが変化しない限り、光子を放出しない」という説明は、電子が円軌道を取っているときによくあてはまります。


　水素原子において、陽子に束縛された電子の運動エネルギー順位K_nが変化しない場合、光子が放出されません。
　一方、陽子に束縛された電子の運動エネルギー順位K_nが変化する場合、光子が放出されます。その際に放出される光子は、まさに原子のスペクトルとして観測されるので問題ありません。（→18《ボーアの原子模型》）

　具体的には、電子の「1s軌道、2s軌道、3s軌道」の場合は、運動エネルギー順位K_nが変化しないので、光子が放出されません。
　「2p軌道、3p軌道、3d軌道」の場合は、運動エネルギー順位K_nが変化するので、光子が放出されまます。
　それぞれの軌道を簡単に図示して説明すると次のようになります。

※四角は、電子ヒッグス場ユニット（eHU）に相当します。 ※1s軌道は、2s軌道は、3s軌道は、電子の軌道運動の「速さ」が一定なので、光子を放出しません。 　一方、2p軌道、3p軌道、3d軌道は、電子の軌道運動の「速さ」を変化させてしまうので、光子を放出します。このように定常状態で光子が放出されることは、「光子の生成過程がエネルギー非保存性を持つこと」と「生成する光子が観測される原子のスペクトルと調和していること」により、問題を持っていません。 ※2p軌道、3p軌道は、8の字を描くような軌道です。 ※3d軌道は、「8の字を描くような軌道」2つ分ではなく、あくまで「一筆書き」をするような軌道です。 　「一筆書き」だからこそ、図のように“つぶれている”と考えられます。　詳細な検討は、今後の課題です。

※例えば、電子軌道の「1s軌道」、「3s軌道」、「3d軌道」の詳細は、次のように図示できます。

1s軌道 3s軌道 3d軌道

　この「“電子ヒッグス場（＝電子ヒッグス場ユニット（eHU）の総和）”と電子の相互作用」は、2《電子の波動性と波動関数ψ──シュレーディンガー方程式》を考え合わせると、少なくとも次の2つを支えていることになります。