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Volume 27: Pages 327-339, 2014
Reconsidering the validation of multi-electron standard quantitative quantum mechanics
Jonathan Phillipsa)
Physics Department, Naval Postgraduate School, Monterey, California 93943, USA
Hypothesis: Multi-electron standard quantitative quantum mechanics (M-SQQM) is not a validated theory. Although the intractable nature of the full mathematical expression prevents solution, the structure of the final form is clear: a fully 3N, where N is the number of electrons, dimensional function in which: (i) each point has a unique value, (ii) electrons are indistinguishable, (iii) there is only one expectation value, no matter the number of electrons, for energy, radius, etc., (iv) even the highest excited state has an energy tens to thousands of electron volts below the vacuum level, and (v) the scalar value at each point in 3N space is a component of a configuration probability. (Where are those dimensions?) The intractable nature of the mathematics does require that “approximations,” all dramatically different from M-SQQM theory, be solved for comparison with energy measurement/validation. All are in 3 dimensions, in every case each point in space has at least N values, and in those cases (nonsymmetrized version) in which the wave function has any physical/probabilistic meaning each electron occupies an independent state defined by its own eigenvalues, metaphysical descriptions of electron “exchange,” notwithstanding. Cleary these are not approximations, but rather distinct theories; hence, their agreement with data is immaterial to validation of M-SQQM. Other notable issues include: (i) the difficulty of finding an energy level scheme that simultaneously satisfies the Pauli Exclusion Principle, energy conservation, and measured ionization energies, and (ii) the clearly invalid methods for computing electron–electron interaction energy for spatially overlapping wave functions. All of this suggests that a valid quantum theory will have distinguishable electrons with no spatial overlap.
La théorie “Mecanique quantique standard multi-electrons (M-SQQM)“ n’est pas validée. Bien que la nature intraitable de l'expression mathématique empêche sa solution, la structure de la forme finale est claire: une fonction entièrement 3N, où N est le nombre d'électrons, dans lequel: i) chaque point a une valeur unique, ii) les électrons sont indiscernables, iii) il n'y a qu'une valeur moyenne, peu importe le nombre d'électrons, pour la valeur d'énergie, le rayon, etc, iv) même l'état excité le plus élevé a une énergie des dizaines de milliers de électron-volts en dessous du niveau de vide et iv) la valeur scalaire au niveau de chaque point de l'espace 3N est une composante de la probabilité de la configuration. (Où sont ces dimensions?) Le caractère intraitable des mathématiques exige la résolution d’approximations, toutes radicalement différents de la théorie M-SQQM, pour la comparaison avec mesure d’énergie/validation. Tous sont en trois dimensions, dans chaque cas, chaque point de l'espace comporte au moins N valeurs et dans les cas (version non symétrique) ou la fonction d'onde a une signification physique/probabiliste, chaque électron occupe un état indépendant défini par sa propre valeurs, nonobstant les descriptions métaphysiques d’échange d'électrons. De toutes évidences, ce ne sont pas des approximations, mais plutôt des théories distinctes, donc leur accord avec les données est immatériel pour la validation des M-SQQM. D'autres problèmes notables incluent: i) la difficulté de trouver un schéma de niveaux d'énergie qui satisfait simultanément le principe d'exclusion de Pauli, la conservation d'énergie et les énergies d'ionisation mesurées, et ii) les méthodes manifestement non valides pour le calcul de l'énergie d'interaction électron-électron pour l'espace chevauchement des fonctions d'onde. Tout cela suggère qu’une théorie quantique valide aura des électrons distincts avec aucun chevauchement spatial.
Key words: Quantum Theory; Multi-Electron Theory; Helium; Pauli Exclusion Principle; Classical Quantum Mechanics.
Received: August 12, 2013; Accepted: June 4, 2014; Published Online: July 7, 2014
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