Elektron

Elektron ( ) $e,~e^{-}$
Valószínűségi képe egyetlen elektron helyéről egy atomban egy sz- pályán
Összetett	alapvető részecske
Egy család	Fermion
Csoport	Lepton
Részt vesz az interakciókban	gravitációs [1] , gyenge és elektromágneses
Antirészecske	Pozitron
Súly	9,1093837015(28)⋅10 −31 kg [2] , 0,51099895000(15) MeV [2] , 5,48579909065(16)⋅10 -4 amu [2]
Élettartam	∞ (nem kevesebb, mint 6,6⋅10 28 év [3] [4] )
kvantumszámok
Elektromos töltés	−1,602176634⋅10 −19 C [2]
barionszám	0
Lepton szám	+1
Spin	1/2 ħ
Mágneses pillanat	−9,2847647043(28)⋅10 −24 J / T [2]
Belső paritás	+1
Izotópos spin	0
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Az elektron ( más görög ἤλεκτρον " borostyán " [5] ) egy szubatomi részecske (ezt az e szimbólum jelzi−
vagy β−
), amelynek elektromos töltése negatív és modulusa egyenlő egy elemi elektromos töltéssel [6] . Az elektronok a lepton részecskék első generációjába tartoznak [7] , és általában alapvető részecskéknek tekintik őket, mivel nincsenek ismert komponenseik vagy alkatrészeik [8] . Egy elektron tömege körülbelül 1/1836 a proton tömegének [9] . Az elektronok kvantummechanikai tulajdonságai közé tartozik egy fél-egész értékű belső impulzusimpulzus ( spin ), amely a redukált Planck-állandó ħ egységeiben van kifejezve , így fermionokká válnak . Ebből a szempontból a Pauli-féle kizárási elvnek megfelelően két elektron nem foglalhat el azonos kvantumállapotot [7] . Mint minden elemi részecskének , az elektronoknak is megvannak a részecskékre és a hullámokra jellemző tulajdonságai: ütközhetnek más részecskékkel, és fényként diffrakcióba léphetnek. Az elektronok hullámtulajdonságai könnyebben megfigyelhetők kísérletileg, mint más részecskéké, például a neutronoké és a protonoké, mivel az elektronok tömege kisebb, és ezért egyenlő energiák esetén nagyobb a de Broglie-hullámhosszuk .

Az elektronok alapvető szerepet játszanak számos fizikai jelenségben, például az elektromosságban , a mágnesességben , a kémiában és a hővezetésben , valamint részt vesznek a gravitációs , elektromágneses és gyenge kölcsönhatásokban . Mivel az elektronnak van töltése, elektromos tér veszi körül , és ha ez az elektron a megfigyelőhöz képest mozog, akkor a megfigyelő mágneses mezőt is lát . A más források által generált elektromágneses mezők a Lorentz-törvénynek megfelelően befolyásolják az elektron mozgását . Az elektronok gyorsabb mozgásuk során fotonok formájában bocsátanak ki vagy abszorbeálnak energiát . A laboratóriumi eszközök elektromágneses mezők segítségével képesek egyedi elektronokat, valamint elektronplazmát befogni . Speciális teleszkópok elektronplazmát figyelnek a világűrben. Az elektronokat számos alkalmazásban használják, például tribológiában, elektrolízisben, elektrokémiában, akkumulátortechnológiában, elektronikában , hegesztésben , katódsugárcsövekben , fotovoltaikában, napelemekben, elektronmikroszkópokban , sugárterápiában , lézerekben , alapuló detektorokban és részecskegyorsítókban .

Az elektronok és más szubatomi részecskék közötti kölcsönhatások érdekesek a kémiában és a magfizikában . Az atommagokban lévő pozitív töltésű protonok és a negatív töltésű elektronok közötti Coulomb-kölcsönhatás lehetővé teszi, hogy atomokat képezzenek . Az ionizáció vagy az elektronok negatív töltésének arányának különbsége az atommagok pozitív töltéseihez képest megváltoztatja az atomrendszer kötési energiáját . Az elektronok cseréje vagy megosztása két vagy több atom között a kémiai kötések fő oka [10] . 1838-ban Richard Laming brit természettudós terjesztette fel először az oszthatatlan mennyiségű elektromos töltés hipotézisét az atomok kémiai tulajdonságainak magyarázatára [11] . George Johnston Stoney ír fizikus 1891-ben "elektronnak" nevezte ezt a töltést, J. J. Thomson és brit fizikusokból álló csapata pedig 1897- ben egy katódsugárcsöves kísérlet során részecskeként azonosította . Az elektronok a csillagok nukleoszintézisében zajló nukleáris reakciókban is részt vehetnek , ahol béta-részecskéknek nevezik őket . Elektronok keletkezhetnek radioaktív izotópok béta-bomlásából és nagy energiájú ütközésekből, például amikor a kozmikus sugarak belépnek a légkörbe. Az elektron antirészecskéjét pozitronnak nevezzük ; azonos az elektronnal, kivéve, hogy pozitív elektromos töltést hordoz . Amikor egy elektron ütközik egy pozitronnal , mindkét részecske megsemmisülhet , gammasugárzás fotonokat hozva létre .

Történelem

Az elektromos erő hatásának felfedezése

Az ókori görögök észrevették, hogy a borostyán vonzza az apró tárgyakat, ha szőrrel dörzsölték. A villámlás mellett ez a jelenség az emberiség egyik legkorábbi elektromos tapasztalatának bizonyult . William Gilbert angol tudós 1600-ban írt De Magnete értekezésében bevezetett egy új latin electrica kifejezést , amely a borostyánhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkező anyagokat jelöli, amelyek súrlódás után vonzzák a kis tárgyakat [12] . Az elektromos és elektromosság szavak a latin ēlectrum szóból származnak (ez ugyanennek a névnek az ötvözet gyökere is ), amely a görög borostyán, ἤλεκτρον ( ēlektron ) [5] szóból származik .

Kétféle töltés felfedezése

Az 1700-as évek elején Charles Francois Dufay francia kémikus felfedezte, hogy ha egy feltöltött aranylapot taszít a selyemmel dörzsölt üveg, akkor ugyanazt a töltött aranylapot vonzza a gyapjúval dörzsölt borostyán. Ebből és a hasonló kísérletek más eredményeiből Du Fay arra a következtetésre jutott, hogy az elektromosság két elektromos folyadékból áll : egy selyemmel dörzsölt üveges testből és egy gyapjúval dörzsölt borostyán gyantaszerű folyadékból. Ez a két folyadék kombinálva semlegesítheti egymást [12] [13] . Ebenezer Kinnersley amerikai tudós később önállóan ugyanerre a következtetésre jutott [14] :118 . Tíz évvel később Benjamin Franklin azt javasolta, hogy az elektromosság nem különböző típusú elektromos folyadékokból származik, hanem egyetlen elektromos folyadékból, amely felesleget (+) vagy hiányt (-) mutat. Megadta nekik a pozitív és negatív töltések modern nómenklatúráját [15] . Franklin pozitívnak ítélte a töltéshordozót, de rosszul határozta meg, hogy melyik helyzetben van töltéshordozó többlet, és melyikben hiány [16] .

1838 és 1851 között Richard Laming brit természettudós kidolgozta azt az elképzelést, hogy az atom egy anyagmagból áll, amelyet szubatomi részecskék vesznek körül, amelyek egységnyi elektromos töltéssel rendelkeznek [17] . 1846-tól kezdődően Wilhelm Eduard Weber német fizikus azt javasolta, hogy az elektromosság pozitív és negatív töltésű folyadékokból álljon, és ezek kölcsönhatásait a fordított négyzet törvénye szabályozza . Miután 1874-ben tanulmányozta az elektrolízis jelenségét , George Stoney ír fizikus azt javasolta, hogy létezik "egy meghatározott mennyiségű elektromosság" - egy monovalens ion töltése . Meg tudta becsülni ennek az e elemi töltésnek az értékét a Faraday - féle elektrolízistörvények segítségével [18] . Stoney azonban úgy vélte, hogy ezek a töltések tartósan kötődnek és elválaszthatatlanok az atomoktól. 1881-ben Hermann von Helmholtz német fizikus azzal érvelt, hogy mind a pozitív, mind a negatív töltések elemi részekre oszlanak, amelyek mindegyike "elektromos atomként viselkedik" [11] .

Stoney először 1881-ben alkotta meg az elektrolyon kifejezést. Tíz évvel később az elektron kifejezést kezdte használni ezeknek az elemi töltéseknek a leírására, és 1894-ben ezt írta: "... tényszerű becslést készítettek az elektromosság e legfigyelemreméltóbb alapegységének értékéről, amelyre azóta megkockáztattam magam. javasolja az elektron nevet." Az 1906-os javaslat az elektronra való átállásra nem vált be, mert Hendrik Lorenz az elektron elnevezést választotta [19] [20] . Az elektron szó az angol electric és ion szavak kombinációja [21] . A -on utótagot jelenleg más szubatomi részecskék, például a proton vagy a neutron megjelölésére is használják [22] [23] .

Szabad elektronok felfedezése az anyagon kívül

Julius Plücker német fizikus 1859-ben ritka gázok elektromos vezetőképességének tanulmányozásakor észrevette, hogy a katód által kibocsátott sugárzás foszforeszkáló fényt okoz a cső falán a katód közelében; és a sugárzási folt mágneses tér segítségével mozgatható [25] . 1869-ben Plücker tanítványa, Johann Wilhelm Gittorff felfedezte, hogy a katód és a foszforeszkáló felület közé elhelyezett szilárd test árnyékot vet a cső ezen tartományára. Gittorff azt javasolta, hogy a katód közvetlen sugarakat bocsát ki, és a foszforeszcenciát a cső falára eső sugarak okozzák. 1876-ban Eugen Goldstein német fizikus kimutatta, hogy a sugarak a katód felületére merőlegesen bocsátanak ki, ami megkülönbözteti őket egy izzólámpa fényétől. Goldstein ezeket a sugarakat katódsugaraknak nevezte [26] [27] :393 .

Az 1870-es években Sir William Crookes angol kémikus és fizikus kifejlesztette az első katódsugárcsövet , amelynek belsejében nagy vákuum volt [28] . Aztán 1874-ben megmutatta, hogy a katódsugarak képesek elforgatni egy kis lapátkereket, amikor az útjukba került. Ezért arra a következtetésre jutott, hogy a sugarak lendületet hordoznak. Sőt, mágneses tér alkalmazásával el tudta téríteni a nyalábokat, ezzel kimutatva, hogy a nyaláb úgy viselkedik, mintha negatív töltésű lenne [26] . 1879-ben magyarázatot javasolt ezekre a megfigyelésekre azzal, hogy a katódsugarakat negatív töltésű gázmolekuláknak tekinti az anyag negyedik halmazállapotában, ahol a részecskék átlagos szabad útja olyan hosszú, hogy az ütközések figyelmen kívül hagyhatók [27] :394– 395 .

Arthur Schuster német származású brit fizikus úgy terjesztette ki Crookes kísérleteit, hogy fémlemezeket helyezett párhuzamosan a katódsugarakkal, és elektromos potenciált alkalmazott a lemezek között [29] . A tér a pozitív töltésű lemez felé terelte a sugarakat, ami ismét azt jelezte, hogy a sugarak negatív töltést hordoznak. Schuster 1890-ben megmérte az elhajlás mértékét egy adott áramszint mellett , meg tudta becsülni a nyalábelemek töltés/tömeg arányát [a] . Ez azonban a vártnál több mint ezerszer magasabb értéket adott, így akkoriban nem bíztak számításaiban [26] . Ez annak a ténynek köszönhető, hogy feltételezték, hogy a töltéshordozók sokkal nehezebb hidrogén- vagy nitrogénatomok [29] .

1892-ben Hendrik Lorenz felvetette, hogy e részecskék (elektronok) tömege az elektromos töltésüknek köszönhető [30] .

A természetesen fluoreszkáló ásványok tanulmányozása során 1896-ban Henri Becquerel francia fizikus felfedezte, hogy ezek külső energiaforrás nélkül bocsátanak ki sugárzást. Ezek a radioaktív anyagok nagy érdeklődést váltottak ki a tudósok körében, köztük Ernest Rutherford új-zélandi fizikus is, aki felfedezte, hogy részecskéket bocsátanak ki. Ezeket a részecskéket alfa- és béta -nak nevezte el az anyagon való áthatolási képességük alapján [31] . 1900-ban Becquerel kimutatta, hogy a rádium által kibocsátott béta-sugarakat elektromos tér eltéríti, és tömeg/töltés aránya megegyezik a katódsugarakéval [32] . Ez a bizonyíték megerősítette azt a nézetet, hogy az elektronok az atomok részei [33] [34] .

A katódsugarakat használó több évtizedes kísérleti és elméleti kutatások fontos szerepet játszottak J. J. Thomson elektronok végső felfedezésében [11] . 1897-ben Thomson kollégáival, John S. Townsenddel és H. A. Wilsonnal olyan kísérleteket végzett, amelyek kimutatták, hogy a katódsugarak valóban új részecskék, nem pedig hullámok, atomok vagy molekulák, ahogy korábban gondolták. Thomson jó becsléseket adott mind az e töltésre, mind az m tömegre , és azt találta, hogy az elektronsugarak részecskéi, amelyeket "testek"-nek nevezett, a legkisebb tömegű ismert ion, a hidrogénion tömegének talán ezredrészével rendelkeznek. . Megmutatta, hogy töltés/tömeg arányuk, e / m , független a katód anyagától. Megmutatta továbbá, hogy a radioaktív anyagok, a melegített anyagok és a megvilágított anyagok által létrehozott negatív töltésű részecskék univerzálisak [35] . Az "elektron" elnevezést a tudományos közösség vette át ezekre a részecskékre, elsősorban J. Fitzgerald , J. Larmor és H. A. Lorenz [36] :273 támogatásának köszönhetően . Ugyanebben az évben Emil Wiechert és Walter Kaufmann is kiszámította az e / m arányt , de nem sikerült értelmezniük eredményeiket, míg J. J. Thomson ezt követően 1899-ben az elektron töltésére és tömegére is becsléseket adott: e ~ 6, 8⋅ 10 -10 Fr. és m ~ 3⋅10 -26 g [37] [38] .

Az elektron töltését alaposabban mérték meg Robert Milliken és Harvey Fletcher amerikai fizikusok - es olajcsepp-kísérletükben , amelynek eredményeit 1911-ben publikálták. Ez a kísérlet elektromos mezőt használt a töltött olajcsepp gravitációs erő hatására bekövetkező esésének kompenzálására. Beépítésük lehetővé tette az elektromos töltés mérését 1 és 150 ion között 0,3%-nál kisebb hibával. Hasonló kísérleteket végzett korábban Thomson csoportja elektrolízissel előállított töltött vízcseppek felhőivel, 1911-ben pedig Abram Ioffe , aki egymástól függetlenül ugyanazt az eredményt érte el, mint Millikan töltött fémmikrorészecskék használatával, majd 1913-ban publikálta eredményeit [39] . Az olajcseppek azonban alacsonyabb párolgási sebességük miatt stabilabbak voltak, mint a vízcseppek, ezért alkalmasabbak hosszabb idejű precíziós kísérletekre [40] .

A 20. század eleje táján világossá vált, hogy egy gyorsan mozgó töltött részecske bizonyos körülmények között a túltelített vízgőz lecsapódását idézi elő. 1911-ben Charles Wilson ezt az elvet használta a töltött részecskék, például a gyorsan mozgó elektronok nyomainak fényképezésére alkalmas felhőkamrájának kifejlesztésére [41] .

Atomelmélet

Ernest Rutherford , Henry Moseley , James Frank és Gustav Hertz fizikusok kísérletei 1914- re nagyrészt megállapították az atom szerkezetét, mint egy sűrű , pozitív töltésű atommagot , amelyet kisebb tömegű elektronok vesznek körül [42] . Niels Bohr dán fizikus 1913-ban feltételezte, hogy az elektronok kvantált energiájú állapotban vannak, és energiájukat az elektron atommag körüli keringésének szögimpulzusa határozza meg. Az elektronok bizonyos frekvenciájú fotonok kibocsátásával vagy elnyelésével mozoghatnak ezen állapotok vagy pályák között. Ezekkel a kvantált pályákkal pontosan megmagyarázta a hidrogénatom spektrumvonalait [43] . A Bohr-modell azonban nem vette figyelembe a spektrumvonalak relatív intenzitását, és nem tudta megmagyarázni az összetettebb atomok spektrumát [42] .

Az atomok közötti kémiai kötéseket Gilbert Newton Lewis magyarázta , aki 1916-ban azt javasolta, hogy két atom közötti kovalens kötést egy közös elektronpár tartja fenn [44] . Később, 1927-ben Walter Heitler és Fritz London teljes körű magyarázatot adott az elektronpárok képződéséről és a kémiai kötésekről a kvantummechanika szempontjából [45] . 1919-ben Irving Langmuir amerikai kémikus kidolgozta az atom Lewis statikus modelljét, és azt javasolta, hogy az összes elektron egymás utáni "koncentrikus (majdnem) egyenlő vastagságú gömbhéjakban oszlik el" [46] . A héjakat viszont egy sor cellára osztotta, amelyek mindegyike egy-egy elektronpárt tartalmazott. Ezzel a modellel Langmuir minőségileg meg tudta magyarázni a periódusos rendszer összes elemének kémiai tulajdonságait [45] , amelyekről ismert, hogy a periódusos törvény szerint nagyrészt megismétlődnek [47] .

1924-ben Wolfgang Pauli osztrák fizikus észrevette, hogy egy atom héjszerkezete négy paraméterből álló halmazzal magyarázható, amelyek meghatározzák az egyes kvantumenergia-állapotokat, mindaddig, amíg minden állapotot legfeljebb egy elektron foglal el. Ez a tilalom, hogy egynél több elektron ugyanabban a kvantumállapotban legyen, Pauli-kizárási elvként vált ismertté [48] . Samuel Goudsmit és George Uhlenbeck holland fizikusok javasoltak egy fizikai mechanizmust a negyedik paraméter magyarázatára, amelynek két különböző lehetséges értéke volt . 1925-ben azt javasolták, hogy az elektronnak a pályája szögimpulzusa mellett van saját impulzus- és mágneses dipólusmomentuma [42] [49] . Ez analóg a Földnek a tengelye körüli forgásával, miközben a Nap körül kering. A belső szögmomentum spin néven vált ismertté, és megmagyarázta a spektrumvonalak korábban rejtélyes felhasadását, amelyet nagy felbontású spektrográf segítségével figyeltek meg ; ezt a jelenséget finom szerkezethasadásnak nevezik [50] .

Kvantummechanika

Louis de Broglie francia fizikus 1924-ben megjelent Recherches sur la théorie des quanta (Kvantumelméleti tanulmányok) című disszertációjában azt a hipotézist állította fel, hogy minden anyag ábrázolható hullámként, amelyet később de Broglie-hullámnak neveztek a fény módján [51]. ] . Vagyis megfelelő körülmények között az elektronok és más anyagok akár részecskék, akár hullámok tulajdonságait mutatnák. Egy részecske korpuszkuláris tulajdonságai akkor mutatkoznak meg, ha kimutatjuk, hogy a térben a pályája mentén bármely adott időpontban lokalizált helye van [52] . A fény hullámzó természete például akkor jelenik meg, amikor egy fénysugár párhuzamos réseken halad át, interferenciamintákat hozva létre . 1927-ben George Paget Thomson felfedezte, hogy az interferenciahatás akkor lép fel, amikor egy elektronsugár áthalad egy vékony fémfólián, Clinton Davisson és Lester Germer amerikai fizikusok pedig egy nikkel egykristály elektronjainak visszaverésével [53] .

De Broglie az elektronok hullámtermészetére vonatkozó előrejelzése arra késztette Erwin Schrödingert , hogy felállítson egy hullámegyenletet az atommag hatása alatt mozgó elektronokra. 1926-ban egyenlete, a Schrödinger-egyenlet sikeresen leírta az elektronhullámok terjedését [54] . A hullámegyenlet nem az elektron helyzetének idő függvényében ad megoldást, hanem megjósolja, hogy mekkora valószínűséggel talál egy elektront egy pont közelében, különösen olyan rendszerek esetében, ahol az elektront egy potenciálkút köti a térhez. az elektronikus hullámegyenletek nem változnak az idő múlásával. Ez a megközelítés vezetett a kvantummechanika második megfogalmazásához (a kvantumelmélet első megfogalmazását mátrixmechanika formájában Heisenberg javasolta 1925-ben), és a Schrödinger-egyenlet megoldásai a Heisenberg-egyenletekhez hasonlóan lehetővé teszik a egy elektron energiaállapotát a hidrogénatomban, amely ekvivalensnek bizonyult azokkal, amelyeket Bohr először kapott 1913-ban, és reprodukálta a hidrogénatom spektrumát [55] . Amint lehetővé vált több elektron spinjének és kölcsönhatásának leírása, a kvantummechanika lehetővé tette az elektronok konfigurációjának előrejelzését a hidrogénnél nagyobb atomszámú atomokban [56] .

1928-ban Wolfgang Pauli munkája alapján Paul Dirac megalkotta az elektron- Dirac-egyenletnek a relativitás elvével összhangban lévő modelljét, a speciális relativitáselmélet és szimmetria szempontjait alkalmazva az elektromágneses kvantummechanikájának hamiltoni megfogalmazására. mező [57] . A relativisztikus egyenletében felmerülő problémák megoldása érdekében Dirac 1930-ban kidolgozta a vákuum modelljét, mint a negatív energiájú részecskék végtelen tengerét, amelyet később Dirac-tengernek neveztek el . Ez arra késztette, hogy megjósolja a pozitron létezését, amely az elektron antianyag -analógja [58] . Ezt a részecskét 1932-ben fedezte fel Carl Anderson [59] .

1947-ben Willis Lamb Robert Rutherford végzős hallgatóval együttműködve felfedezte, hogy a hidrogénatom bizonyos kvantumállapotai, amelyeknek azonos energiával kell rendelkezniük, egymáshoz képest eltolódnak; ezt a különbséget Bárány műszaknak nevezték el . Körülbelül ugyanebben az időben Polycarp Kush Henry Foley -val együttműködve felfedezte, hogy az elektron mágneses momentuma valamivel nagyobb, mint amit Dirac elmélete előre jelez. Ezt a kis különbséget később az elektron anomális mágneses dipólusmomentumának nevezték. Ezt a különbséget hamarosan megmagyarázta Shinichiro Tomonaga , Julian Schwinger és Richard Feynman által az 1940-es évek végén kidolgozott kvantumelektrodinamika elmélete [60] .

Részecskegyorsítók

A huszadik század első felében a részecskegyorsítók kifejlesztésével a fizikusok mélyebben kezdtek el foglalkozni a szubatomi részecskék tulajdonságaival [61] . Az első sikeres kísérletet az elektronok elektromágneses indukcióval történő gyorsítására Donald Kerst tette 1942-ben . Kezdeti betatronja 2,3 MeV energiát ért el, a következő betatronok pedig 300 MeV-ot. 1947-ben a General Electric cég elektronszinkrotronjában 70 MeV hullámhosszú szinkrotronsugárzást fedeztek fel . Ezt a sugárzást az elektronok felgyorsulása okozta mágneses térben, amikor a fénysebességhez közeli sebességgel mozogtak [62] .

1,5 GeV sugárenergiájával az első nagyenergiájú részecskeütköztető az ADONE volt , amely 1968-ban kezdte meg működését [63] . Ez az eszköz ellentétes irányba gyorsította az elektronokat és a pozitronokat, ami gyakorlatilag megkétszerezte az ütközés energiáját egy statikus célpontba ütköző elektronhoz képest [64] . A CERN -ben 1989 és 2000 között működő Large Electron-Positron Collider (LEP) 209 GeV ütközési energiát ért el, és fontos méréseket végzett a részecskefizikai szabványmodellhez [65] [66] .

Egyedi elektronok visszatartása

Az egyes elektronok ma már könnyen beépíthetők ultra-kisméretű ( L = 20 nm , W = 20 nm ) CMOS tranzisztorokba, amelyek -269 °C (4 K ) és körülbelül -258 °C (15 K ) közötti kriogén hőmérsékleten működnek. [67] . Az elektron hullámfüggvénye a félvezető rácsban terjed, és jelentéktelen kölcsönhatásba lép a vegyértéksáv elektronjaival, így egy részecske formalizmusában tekinthető, tömegét az effektív tömegtenzorral helyettesítve [68] .

Jellemzők

Osztályozás

A részecskefizika standard modelljében az elektronok a leptonoknak nevezett szubatomi részecskék csoportjába tartoznak , amelyeket alapvető vagy elemi részecskéknek tekintenek . Az elektronok tömege a legkisebb az összes töltött lepton (vagy bármilyen típusú elektromosan töltött részecskék) között, és az alapvető részecskék első generációjához tartoznak [69] . A második és harmadik generáció töltött leptonokat tartalmaz, a müont és a tau leptont , amelyek azonosak a töltésben, a spinben és a kölcsönhatásban lévő elektronokkal , de tömegesebbek. A leptonok az anyag többi alapvető alkotóelemétől, a kvarkoktól abban különböznek , hogy nincs erős erejük . A lepton csoport minden tagja fermion, mert mindegyiküknek félegészes spinje van; az elektronnak van spinjeegy2[70] .

Alaptulajdonságok

Egy elektron invariáns tömege körülbelül 9,109 × 10 -31 kg [71] vagy 5,489⋅10 -4 AU . e. m. A tömeg és energia egyenértékűségének elve szerint ez 0,511 MeV nyugalmi energiának felel meg . A protontömeg és az elektrontömeg aránya körülbelül 1836 [9] [72] . Csillagászati mérések azt mutatják, hogy a proton tömegének az elektron tömegéhez viszonyított aránya a Standard Modell által előrejelzett értéket megtartotta legalább a Világegyetem korának feléig [73] .

Az elektronok elektromos töltése −1,602176634⋅10 -19 C [71] , amelyet a szubatomi részecskék szabványos töltési egységeként használnak, és elemi elektromos töltésnek is nevezik . Kísérleti pontosságon belül az elektrontöltés megegyezik a proton töltéssel, de ellenkező előjellel [74] . Mivel az e szimbólum az elemi töltést jelöli , az elektront általában e -ként ábrázolják−
ahol a mínusz jel negatív töltést jelez. A pozitront az e szimbólum jelöli+
, mert ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint az elektron, de inkább pozitív, mint negatív elektromos töltéssel [70] [71] .

Az elektronnak megvan a maga szögimpulzusa vagy spinjeegy2[71] . Ezt a tulajdonságot általában az elektronspinnek nevezzükegy2 részecske[70]. Az ilyen részecskék esetében a spin azħ2[b] [75] , és a spin vetület bármely tengelyen történő mérésének eredményeħ2. A spin mellett az elektronnak saját mágneses momentuma van , amely a spinnel egyirányú [71] . Ez megközelítőleg egyenlő egy Bohr-magnetonnal [76] [c] , ami egy fizikai állandó egyenlő (9,27400915 ± (23))⋅10 -24 J / T [71] . A spinnek az elektron impulzushoz viszonyított orientációja (relativisztikus részecskék esetében) meghatározza az elemi részecskék helicitásként ismert tulajdonságát .

Az elektronnak nincs ismert alstruktúrája [8] [78] . Az elektronsugár kérdése a modern fizika összetett problémája. Az elektronok pozitronok általi szórásával kapcsolatos kísérletekben nem figyelhető meg eltérés a részecskék pontjellegétől [79] . Az elektron belső szerkezete tükröződne egy elektromos dipólusmomentum létezésében, de ezt nem találták meg [80] . Az elektron véges sugarára vonatkozó feltevés összeegyeztethetetlen a speciális relativitáselmélet rendelkezéseivel. Másrészt egy pontelektron (nulla sugarú) komoly matematikai nehézségeket okoz, mivel az elektron saját energiája a végtelenbe hajlik [81] . Egyetlen elektron megfigyelése egy Penning-csapdában azt sugallja, hogy a részecske sugarának felső határa 10–22 méter [82] . Az elektronsugár 10 −18 méteres felső határa [83] az energiával való bizonytalanság összefüggésével kapható meg . Létezik egy „ klasszikus elektronsugárnak ” nevezett fizikai állandó is, amelynek értéke sokkal nagyobb, 2,8179⋅10-15 m , nagyobb, mint a proton sugara. A terminológia azonban egy egyszerűsített számításból származik, amely figyelmen kívül hagyja a kvantummechanika hatásait ; valójában az úgynevezett klasszikus elektronsugárnak kevés köze van az elektron valódi alapszerkezetéhez [84] [d] . Vannak elemi részecskék , amelyek spontán bomlanak kisebb tömegű részecskékre. Példa erre egy 2,2⋅10-6 másodperc átlagos élettartamú müon , amely elektronná, müonneutrínóvá és elektron antineutrínóvá bomlik . Másrészt az elektron elméleti okokból stabilnak tekinthető: az elektron a legkisebb tömegű, nem nulla elektromos töltésű részecske, így a bomlása sértené a töltésmegmaradás törvényét [85] . Egy elektron átlagos élettartamának kísérleti alsó határa 6,6⋅10 28 év 90%-os konfidenciaszint mellett [3] [86] [87] .

Kvázirészecskék

A kondenzált anyag fizikában , amely nem elemi részecskékkel, hanem kvázi-részecske gerjesztésekkel foglalkozik, egyes anyagokban spin-töltés szétválás fordulhat elő . Ilyen esetekben az elektronok három független részecske „hasadnak szét”: egy orbitonra , egy spinonra és egy holonra . Egy elektron elméletileg mindig tekinthető hármas kötött állapotnak – egy pálya szabadsági fokát hordozó pályával, egy spinonnal az elektron spinjét és egy holonnal töltést, de bizonyos feltételek mellett önálló kvázi részecskékként is viselkedhetnek. [88] [89] [90] . A szilárdtestfizikában a majdnem teljesen kitöltött vegyértéksávban lévő állapotot lyuknak nevezik , és pozitív töltést hordoz. Bizonyos értelemben a félvezetőben lévő lyuk viselkedése hasonló a teli palack vízben lévő buborékéhoz [91] . Egy szabad elektrongáz kollektív rezgései, amelyek megfelelnek a fémek és félvezetők plazma oszcillációinak kvantálásának , más kvázirészecskéket, plazmonokat képeznek [92] .

Kvantumtulajdonságok

Mint minden részecske, az elektronok is hullámként viselkedhetnek. Ezt a jelenséget hullám-részecske kettősségnek nevezik, és a kettős rés kísérlettel demonstrálható [93] .

Az elektron hullámtermészete lehetővé teszi, hogy egyszerre két párhuzamos résen haladjon át, és ne csak egy résen, mint egy klasszikus részecske esetében. A kvantummechanikában egyetlen részecske hullámtulajdonsága matematikailag komplex értékű függvényként, hullámfüggvényként írható le , amelyet általában a görög pszi ( ψ ) betűvel jelölnek. Ha ennek a függvénynek az abszolút értékét négyzetre emeljük , ez megadja annak valószínűségét, hogy a részecskét egy bizonyos hely közelében észleljük – a valószínűségi sűrűség [94] :162–218 .

Az elektronok megkülönböztethetetlen részecskék , mert nem különböztethetők meg egymástól eredendő fizikai tulajdonságaik alapján. A kvantummechanikában ez azt jelenti, hogy egy kölcsönható elektronpárnak a rendszer állapotának látható változása nélkül kell helyet cserélnie. A fermionok, köztük az elektronok hullámfüggvénye antiszimmetrikus, vagyis két elektron felcserélésekor előjelet vált; azaz ψ ( r 1 , r 2 ) = − ψ ( r 2 , r 1 ) , ahol az r 1 és r 2 változók az első és a második elektronnak felelnek meg. Mivel az abszolút érték nem változik az előjel megváltoztatásakor, ez egyenlő valószínűségeknek felel meg. A bozonok , például a fotonok szimmetrikus hullámfüggvényekkel rendelkeznek [94] :162–218 .

Antiszimmetria esetén a kölcsönható elektronok hullámegyenletének megoldásai nulla valószínűséghez vezetnek, hogy mindegyik pár ugyanazt a helyet vagy állapotot foglalja el. Ez felelős a Pauli-kizárási elvért , amely megakadályozza, hogy két elektron ugyanazt a kvantumállapotot foglalja el. Ez az elv megmagyarázza az elektronok számos tulajdonságát. Ez például azt okozza, hogy a kötött elektronok csoportjai különböző pályákat foglalnak el az atomban, nem pedig átfednék egymást, mivel ugyanazon a pályán vannak [94] :162–218 .

Virtuális részecskék

Egy leegyszerűsített képen, amely gyakran hajlamos félrevezetni, de néhány minőségi szempont illusztrálására szolgálhat, minden foton egy virtuális elektron és antirészecskéje, a virtuális pozitron kombinációjaként tölt el egy kis időt, amelyek gyorsan megsemmisítik egymást [95] . A részecskék létrehozásához szükséges energiaváltozás és a létezésük időtartama a Heisenberg-féle bizonytalansági reláció által kifejezett detektálhatósági küszöb alatt van , Δ E · Δ t ≥ ħ . Valójában a virtuális részecskék létrehozásához szükséges energia (Δ E ) „kölcsönvehető” a vákuumból Δ t időtartamra úgy, hogy szorzatuk ne haladja meg a redukált Planck-állandót , ħ ≈ 6,6⋅10 -16 eV s . Így egy virtuális elektronra Δ t nem haladja meg az 1,3⋅10 -21 s értéket [96] .

Amíg a virtuális elektron-pozitron pár létezik, az elektront körülvevő elektromos tér Coulomb-ereje a létrehozott pozitront az eredeti elektronhoz vonzza, míg a létrehozott elektron taszítást tapasztal. Ez okozza az úgynevezett vákuumpolarizációt . Valójában a vákuum olyan közegként viselkedik, amelynek permittivitása nagyobb, mint egység . Így egy elektron effektív töltése valójában kisebb a valódi értékénél, és a töltés az elektrontól való távolsággal csökken [97] [98] . Ezt a polarizációt kísérletileg igazolták 1997-ben a japán TRISTAN részecskegyorsítónál [ 99] . A virtuális részecskék egy elektron tömegéhez hasonló szűrőhatást okoznak [100] .

A virtuális részecskékkel való kölcsönhatás megmagyarázza az elektron belső mágneses momentumának a Bohr-magnetontól való kismértékű (körülbelül 0,1%-os) eltérését is ( anomális mágneses momentum ) [76] [101] . Ennek az előre jelzett eltérésnek a kísérletileg meghatározott értékkel való rendkívül pontos egybeesését a kvantumelektrodinamika egyik fő vívmányának tekintik [102] .

Látszólag a klasszikus fizikában az a paradoxon, hogy az elektront saját impulzusimpulzussal és mágneses momentummal rendelkező pontrészecskeként ábrázolják, az elektromágneses térben lévő elektron dinamikájának tulajdonságaival magyarázható, amikor a nem relativisztikus határértékre lép át, amikor az elektron remegő módon eltolódik ( zitterbewegung ), ami precesszióval járó átlagos körmozgáshoz vezet [103] . Ez a mozgás egy olyan elektron spinjét és mágneses momentumát is létrehozza, amelyet Compton hullámhosszának megfelelő kiterjedt objektumként ábrázolnak [7] [104] . Az atomokban a virtuális fotonok magyarázzák a spektrumvonalakban megfigyelt Lamb-eltolódást . A Compton-hullámhossz azt mutatja, hogy az elemi részecskék, például az elektron közelében az energia-idő bizonytalanság reláció lehetővé teszi virtuális részecskék létrehozását az elektron közelében. Ez a hullámhossz magyarázza a virtuális részecskék "statikus" természetét a közeli elemi részecskék körül [97] .

Interakció

Az elektron elektromos teret hoz létre, amely vonzást fejt ki egy pozitív töltésű részecskére, például egy protonra, és taszító erőt hoz létre a negatív töltésű részecskékre. Ennek az erőnek a nagyságát a nemrelativisztikus közelítésben a Coulomb-féle fordított négyzettörvény [105] : 58-61 határozza meg . Amikor egy elektron mozog, mágneses teret hoz létre [94] : 140 . Az Ampère-Maxwell törvény a mágneses teret az elektronok tömegmozgásához ( áram ) kapcsolja a megfigyelőhöz képest. Az indukciónak ez a tulajdonsága mágneses teret hoz létre, amely meghajtja az elektromos motort [106] . Az önkényesen mozgó töltött részecske elektromágneses terét Liénard-Wiechert potenciálok fejezik ki , amelyek akkor is helyesek, ha a részecske sebessége közel van a fénysebességhez ( relativisztikus ) [105] : 429-434 .

Amikor egy elektron mágneses térben mozog a térben, a Lorentz-erő hat rá , amely merőleges a mágneses tér és az elektron sebessége által meghatározott síkra. Ez a centripetális erő arra készteti az elektront, hogy egy spirális pályát kövessen, amelynek sugara Larmor-sugár . Az ebből a görbe vonalú mozgásból származó gyorsulás hatására az elektron szinkrotron sugárzás formájában energiát sugároz [107] [e] [94] : 160 . Az energiasugárzás viszont az elektron visszarúgását okozza, amit Abraham-Lorentz-Dirac erőként ismerünk , ami súrlódást hoz létre, amely lelassítja az elektront. Ezt az erőt az elektron saját mezőjének önmagára gyakorolt hatása okozza [ 108] .

A kvantumelektrodinamika során a fotonok a részecskék közötti elektromágneses kölcsönhatás hordozói . Egy állandó sebességű izolált elektron nem tud valódi fotont kibocsátani vagy elnyelni; ez sértené az energia és a lendület megmaradásának törvényét . Ehelyett a virtuális fotonok lendületet tudnak átvinni két töltött részecske között. A virtuális fotonok ilyen cseréje hozza létre a Coulomb-erőt [109] . Energiakibocsátás akkor fordulhat elő, ha egy mozgó elektront egy töltött részecske, például egy proton eltérít. Az elektrongyorsulás bremsstrahlung emisszióhoz vezet [110] .

A foton (fény) és a magányos (szabad) elektron közötti rugalmatlan ütközést Compton-szórásnak nevezzük . Ez az ütközés lendület- és energiaátvitelt eredményez a részecskék között, ami megváltoztatja a foton hullámhosszát a Compton-eltolásnak nevezett mértékben . Ennek a hullámhossz-eltolódásnak a maximális értéke h / m e c , amely Compton-hullámhosszként ismert [111] . Egy elektron esetében 2,43⋅10 -12 m [71] értékű . Ha a fény hullámhossza nagy (például a látható fény hullámhossza 0,4-0,7 µm), a hullámhossz-eltolás kicsivé válik. A fény és a szabad elektronok közötti kölcsönhatást Thomson- szórásnak vagy lineáris Thomson-szórásnak nevezik [112] .

A két töltött részecske, például egy elektron és egy proton közötti elektromágneses kölcsönhatás relatív erősségét a finomszerkezeti állandó határozza meg . Ez a mennyiség egy dimenzió nélküli mennyiség, amelyet két energia aránya képez: a vonzás (vagy taszítás) elektrosztatikus energiája egy Compton-hullámhossznyi távolságra és a töltés nyugalmi energiája. Meghatározása: α ≈ 7,297353⋅10 -3 , ami megközelítőleg egyenlőegy137[71] .

Amikor az elektronok és a pozitronok ütköznek, megsemmisítik egymást, és két vagy több gammasugárzás fotont hoznak létre, amelyek energiája összesen 1,022 MeV. Ha egy elektronnak és egy pozitronnak jelentéktelen impulzusa van, akkor a megsemmisülés előtt pozitróniumatom képződhet [113] [114] . Másrészt egy nagy energiájú foton elektronná és pozitronná alakulhat a párosításnak nevezett folyamaton keresztül , de csak egy közeli töltött részecske, például egy atommag jelenlétében [115] [116] .

Az elektrogyenge kölcsönhatás elméletében az elektronhullámfüggvény bal oldali komponense gyenge izospin dublettet képez az elektronneutrínóval . Ez azt jelenti, hogy gyenge kölcsönhatások esetén az elektronneutrínók elektronként viselkednek. Ennek a dublettnek bármely tagja kölcsönhatásba léphet a töltött árammal egy W -bozon kibocsátásával vagy elnyelésével , és egy másik részecskévé alakulhat. A töltés megmarad a reakció során, mert a W-bozon is hordoz töltést, ami kioltja a transzmutáció során bekövetkező nettó töltésváltozásokat. A töltött áramok kölcsönhatásai felelősek a béta -bomlás jelenségéért egy radioaktív atomban. Mind az elektron, mind az elektronneutrínó kölcsönhatásba léphet a semleges árammal a Z cserén keresztül0
, és ez a folyamat felelős a neutrínók és elektronok rugalmas szóródásáért [117] .

Atomok és molekulák

Az elektron a Coulomb-vonzóerő hatására kötődhet az atommaghoz. Az atommaghoz kapcsolódó egy vagy több elektronból álló rendszert atomnak nevezzük. Ha az elektronok száma eltér az atommag elektromos töltésétől, az ilyen atomot ionnak nevezzük . A kötött elektron hullámviselkedését az atomi pályának nevezett függvény írja le . Minden pályának megvan a saját kvantumszámkészlete, mint például az energia, a szögimpulzus és a szögimpulzus vetülete egy kiválasztott tengelyre, és ezeknek a pályáknak csak egy bizonyos halmaza létezik az atommag körül, amelyek diszkrét kvantumszámoknak felelnek meg. A Pauli-kizárási elv szerint minden pályát két elektron foglalhat el, amelyeknek spinkvantumszámukban különbözniük kell [118] .

Az elektronok a különböző pályák között mozoghatnak a potenciálkülönbségnek megfelelő energiájú fotonok kibocsátásával vagy elnyelésével [119] :159-160 . A pálya megváltoztatásának egyéb módjai közé tartozik az olyan részecskékkel való ütközés, mint az elektronok és az Auger-effektus [120] . Az atommagtól való elszakadáshoz az elektron energiájának nagyobbnak kell lennie, mint az atommal való kötés energiája . Ez történik például a fotoelektromos hatás során , amikor a beeső foton energiáját, amely meghaladja az atom ionizációs energiáját , elnyeli az elektron [119] :127–132 .

Az elektronok keringési szögimpulzusa kvantált . Mivel az elektron feltöltődött, mozgása a szögimpulzussal arányos pályamágneses momentumot is létrehoz. Egy atom teljes mágneses momentuma egyenlő az összes elektron és az atommag keringési és spin mágneses momentumainak vektorösszegével. Az atommag mágneses momentuma elhanyagolható az elektron mágneses momentumához képest. Az azonos pályát elfoglaló elektronok (ún. páros elektronok) mágneses momentumai kompenzálják egymást [121] .

Az atomok közötti kémiai kötés a kvantummechanika törvényei által leírt elektromágneses kölcsönhatások eredményeként jön létre [122] . A legerősebb kötések az atomok közötti elektroncserével vagy átvitellel jönnek létre, ami lehetővé teszi molekulák kialakulását [ 10 ] . A molekulán belül az elektronok több atommag hatására mozognak és molekuláris pályákat foglalnak el ; részben elfoglalhatják az atomi pályákat izolált atomokban [123] . A molekuláris szerkezetek létezését meghatározó alapvető tényező az elektronpárok jelenléte - ellentétes orientációjú spinekkel rendelkező elektronok, amelyek ugyanazt a molekulapályát foglalják el anélkül, hogy megsértenék a Pauli-kizárási elvet (hasonlóan az atomokhoz). A különböző molekulapályák elektronsűrűsége eltérő térbeli eloszlással rendelkezik. Például a kötött párokban (vagyis azokban a párokban, amelyek ténylegesen összekötik az atomokat) az elektronok maximális valószínűséggel viszonylag kis térben helyezkedhetnek el az atommagok között. Éppen ellenkezőleg, a kötetlen párokban az elektronok nagy térfogatban oszlanak el az atommagok körül [124] .

Vezetőképesség

Ha egy testnek több vagy kevesebb elektronja van, mint amennyi az atommagok pozitív töltésének kiegyensúlyozásához szükséges, akkor az objektum nettó elektromos töltéssel rendelkezik. Ha elektrontöbblet van, akkor azt mondják, hogy a tárgy negatív töltésű. Ha kevesebb elektron van, mint amennyi proton van az atommagban, akkor azt mondják, hogy a tárgy pozitív töltésű. Ha az elektronok és a protonok száma egyenlő, töltéseik kioltják egymást, és a tárgyat elektromosan semlegesnek mondják. A makroszkópikus test a súrlódás során a triboelektromos hatás következtében elektromos töltésre tehet szert [128] .

Azokat a független elektronokat, amelyekben nincs Coulomb-kölcsönhatás közöttük vagy atommagokkal, szabad elektronoknak nevezzük. A fémekben lévő elektronok is úgy viselkednek, mintha szabadok lennének. A valóságban a fémekben és más szilárd anyagokban elektronnak nevezett részecskék kvázielektronok – olyan kvázi részecskék , amelyek elektromos töltése, spinje és mágneses momentuma megegyezik a valódi elektronokkal, de eltérő látszólagos vagy effektív tömegük lehet [129] . Amikor a szabad elektronok - mind a vákuumban, mind a fémekben - mozognak, nettó töltésáramlást hoznak létre, úgynevezett elektromos áramot , amely mágneses teret hoz létre. Hasonlóképpen, áramot lehet létrehozni változó mágneses térrel. Ezeket a kölcsönhatásokat matematikailag a Maxwell-egyenletek írják le [130] .

Adott hőmérsékleten minden anyagnak van elektromos vezetőképessége , amely meghatározza az elektromos áram nagyságát, amikor elektromos feszültséget kapcsolunk . A jó vezető példái közé tartoznak a fémek, például a réz és az arany, míg az üveg és a teflon rossz vezetők. Bármely dielektromos anyagban az elektronok a megfelelő atomokhoz kötve maradnak, és az anyag szigetelőként viselkedik . A legtöbb félvezető változó vezetőképességgel rendelkezik, amely a vezetőképesség és a szigetelés szélsőségei közé esik [131] . Másrészt a fémek elektronikus sávszerkezettel rendelkeznek , amely részben kitöltött elektronikus sávokat tartalmaz. Az ilyen sávok jelenléte lehetővé teszi a fémekben lévő elektronok számára, hogy úgy viselkedjenek, mintha szabad vagy delokalizált elektronok lennének . Ezek az elektronok nincsenek meghatározott atomokhoz kötve, így elektromos tér alkalmazásakor gázként ( fermi gázként ) [132] szabadon mozoghatnak az anyagon, akárcsak a szabad elektronok [132] .

Az elektronok ütközése és a rácshibák miatt az elektronok sodródási sebessége a vezetőben másodpercenként milliméter nagyságrendű. Azonban az a sebesség, amellyel az áram változása az anyag egy pontján az anyag más részein áramváltozásokat okoz, a terjedési sebesség általában a fénysebesség körülbelül 75%-a [133] . Ennek az az oka, hogy az elektromos jelek hullám formájában terjednek, melynek sebessége az anyag permittivitásától függ [134] .

A fémek viszonylag jó hővezetők, elsősorban azért, mert a delokalizált elektronok szabadon szállíthatnak hőenergiát az atomok között. Az elektromos vezetőképességgel ellentétben azonban a fém hővezető képessége szinte független a hőmérséklettől. Matematikailag ezt fejezi ki a Wiedemann-Franz törvény [132] , amely kimondja, hogy a hővezető képesség és az elektromos vezetőképesség aránya arányos a hőmérséklettel. A fémrácsban fellépő termikus zavar megnöveli az anyag elektromos ellenállását , ami az elektromos áram hőmérséklettől való függését hozza létre egy adott feszültség mellett [135] .

A kritikus hőmérsékletnek nevezett pont alá hűtve az anyagok fázisátalakuláson eshetnek át, ahol teljesen elveszítik elektromos árammal szembeni ellenállásukat a szupravezetésnek nevezett jelenség következtében . A BCS elméletben az elektronpárok, az úgynevezett Cooper-párok , mozgásuk során fononoknak nevezett rácsrezgések révén kapcsolódnak a közeli anyaghoz , így elkerülhető az ütközések olyan hibákkal, amelyek általában elektromos ellenállást okoznak [136] . A Cooper-párok sugara körülbelül 100 nm, így átfedhetik egymást [137] . A magas hőmérsékletű szupravezetők hatásmechanizmusa azonban továbbra is tisztázatlan [138] [139] .

A vezetőképes szilárd anyagok belsejében lévő elektronok, amelyek maguk is kvázirészecskék, ha az abszolút nullához közeli hőmérsékleten szorosan korlátozzák őket , úgy viselkednek, mintha három másik kvázirészecskére oszlottak volna fel : orbitonokra , spinonokra és holonokra [140] . Az első a spint és a mágneses momentumot hordozza, a következő a pályahelyzetét, az utolsó pedig az elektromos töltést [141] .

Mozgás és energia

A speciális relativitáselmélet szerint, amikor egy elektron sebessége megközelíti a fénysebességet , a megfigyelő szemszögéből a relativisztikus tömege megnő, ami megnehezíti a további gyorsulást a megfigyelő vonatkoztatási rendszerében. Az elektron sebessége megközelítheti, de soha nem éri el a fénysebességet vákuumban c . Amikor azonban a relativisztikus elektronok, azaz a c- hez közeli sebességgel mozgó elektronok belépnek egy dielektromos közegbe, például vízbe, ahol a lokális fénysebesség kisebb, mint c , az elektronok átmenetileg gyorsabban haladnak a közegben lévő fénynél. Amikor kölcsönhatásba lépnek a közeggel, gyenge fényt generálnak, amelyet Cserenkov-sugárzásnak neveznek [142] .

A speciális relativitáselmélet hatásai a Lorentz-tényezőként ismert mennyiségen alapulnak , definíció szerint , ahol v a részecske sebessége. A v sebességgel mozgó elektron kinetikus energiája K e : $\scriptstyle \gamma =1/{\sqrt {1-{v^{2}}/{c^{2}}}}$

\displaystyle K_{\mathrm {e} }=(\gamma -1)m_{\mathrm {e} }c^{2},

ahol m e az elektron tömege. Például a Stanford-féle lineáris gyorsító körülbelül 51 GeV-ig képes felgyorsítani egy elektront [143] . Mivel az elektron hullámként viselkedik, adott sebességgel, egy karakterisztikus de Broglie hullámhosszt rendelnek hozzá . Ezt a λ e = h / p kifejezés határozza meg , ahol h a Planck-állandó , p pedig a részecske impulzusa [51] . 51 GeV elektronenergiánál a hullámhossz körülbelül 2,4⋅10-17 m , ami elég kicsi ahhoz, hogy az atommag méreténél jóval kisebb szerkezeteket vizsgáljunk [ 144] .

Oktatás

Az ősrobbanás elmélete a legszélesebb körben elfogadott tudományos elmélet a világegyetem korai evolúciójának magyarázatára [146] . Az ősrobbanás első ezredmásodpercében a hőmérséklet meghaladta a 10 milliárd Kelvint , és a fotonok átlagos energiája több mint egymillió elektronvolt volt . Ezek a fotonok elég energikusak voltak ahhoz, hogy reagáljanak egymással, elektron- és pozitronpárokat képezve. Ugyanígy a pozitron-elektron párok megsemmisítették egymást, és nagy energiájú fotonokat – gamma kvantumokat – bocsátottak ki:

γ + γ ↔ e+
+ e−

Az Univerzum fejlődésének ebben a szakaszában egyensúlyt tartottak fenn az elektronok, pozitronok és fotonok között. 15 másodperc elteltével azonban az univerzum hőmérséklete az alá a küszöb alá esett, amelynél elektronok és pozitronok képződhetnek. A túlélő elektronok és pozitronok többsége megsemmisítette egymást, és gamma-sugarakat bocsátott ki, amelyek rövid időre újra felmelegítették az univerzumot [147] .

Máig tisztázatlan okokból a megsemmisítési folyamat részecskék többletével járt az antirészecskékhez képest. Ezért körülbelül egy elektron maradt életben minden milliárd elektron-pozitron párra. Ez a többlet a protonok antiprotonokhoz képesti többletének felelt meg egy barion aszimmetriaként ismert állapotban , ami az univerzum nulla nettó töltését eredményezte [148] [149] . A túlélő protonok és neutronok reakcióba léptek egymással a nukleoszintézis néven ismert folyamat során , hidrogén és hélium izotópokat termelve nyomokban lítiummal . Ez a folyamat körülbelül öt perc után érte el csúcspontját [150] . A megmaradt neutronok negatív béta-bomláson mentek keresztül , felezési ideje körülbelül ezer másodperc volt, és a folyamat során egy proton és egy elektron szabadul fel.

n → p + e−
+ v
e

Körülbelül a következő 300 000-400 000 évben a felesleges elektronok túl energikusak maradtak ahhoz, hogy az atommagokhoz kötődjenek [151] . Ezt a rekombinációnak nevezett időszak követte , amikor semleges atomok keletkeztek, és a táguló univerzum átlátszóvá vált a sugárzás számára [152] .

Körülbelül egymillió évvel az Ősrobbanás után kezdett kialakulni a csillagok első generációja [152] . A csillag belsejében a csillagok nukleoszintézise pozitronok képződéséhez vezet az atommagok fúziója következtében. Ezek az antianyag részecskék azonnal megsemmisülnek az elektronokkal, és gamma-sugarakat bocsátanak ki. A végeredmény az elektronok számának állandó csökkenése és ennek megfelelően a neutronok számának növekedése. A csillagfejlődés folyamata azonban radioaktív izotópok szintéziséhez vezethet. A kiválasztott izotópok ezt követően negatív béta-bomláson mennek keresztül, és egy elektront és egy antineutrínót bocsátanak ki az atommagból [153] . Példa erre a kobalt-60 izotóp ( 60 Co), amely bomlás után nikkel-60-at képez (60
Ni ) [154] .

Életének végén egy 20 naptömegnél nagyobb tömegű csillag gravitációs összeomláson megy keresztül , fekete lyuk keletkezésével [155] . A klasszikus fizika szerint ezeknek a hatalmas csillagtárgyaknak elég erős gravitációs vonzásuk van ahhoz, hogy megakadályozzák bárminek, még az elektromágneses sugárzásnak is , a Schwarzschild-sugáron túlra való kijutását [156] . Azonban úgy gondolják, hogy a kvantummechanikai hatások potenciálisan lehetővé teszik a Hawking-sugárzás kibocsátását ilyen távolságban. Úgy gondolják, hogy ezeknek a csillagmaradványoknak az eseményhorizontjában elektron-pozitron párok jönnek létre [157] [158] .

Amikor egy pár virtuális részecske (például egy elektron és egy pozitron) jön létre az eseményhorizont közelében, a véletlenszerű térbeli pozicionálás hatására az egyikük kívülről jelenik meg; ezt a folyamatot kvantum alagútnak nevezik . A fekete lyuk gravitációs potenciálja ezután energiát ad ahhoz, hogy a virtuális részecskét valódi részecskévé változtassa, és lehetővé tegye, hogy kisugározzon az űrbe [159] . Cserébe a pár másik tagja negatív energiát kap, ami nettó tömegenergia-veszteséget eredményez a fekete lyukból. A Hawking-sugárzás sebessége a tömeg csökkenésével növekszik, ami végül a fekete lyuk elpárologtatását okozza, míg végül felrobban [160] .

A kozmikus sugarak olyan részecskék, amelyek nagy energiákkal haladnak a térben. 3,0⋅10 20 eV -ig terjedő energiájú eseményeket regisztráltak [161] . Amikor ezek a részecskék a Föld légkörében lévő nukleonokkal ütköznek, részecskék áramlása keletkezik, beleértve a pionokat [162] . A Föld felszínéről megfigyelt kozmikus sugárzás több mint fele müonokból áll , amelyek leptonok, amelyek a felső légkörben keletkeznek egy pion bomlásakor.

π−
→ μ−
+ v
μ

A müon viszont lebomolhat elektron vagy pozitron képződésével [163]

μ−
→ e−
+ v
e+ v
μ

Felügyelet

Az elektronok távoli megfigyelése megköveteli a kisugárzott energiájuk regisztrálását. Például nagy energiájú közegben, mint például egy csillag koronája , a szabad elektronok plazmát alkotnak, amely a fékezésen keresztül energiát sugároz ki . Az elektrongáz plazma rezgéseknek van kitéve, amelyek az elektronsűrűség változása által okozott hullámok, és rádióteleszkópokkal érzékelhető energiakitöréseket produkálnak [165] .

A foton frekvenciája arányos az energiájával. Amikor egy kötött elektron az atom különböző energiaszintjei között mozog, jellegzetes frekvenciájú fotonokat nyel el vagy bocsát ki. Például, ha az atomokat egy széles spektrumú forrással sugározzák be, az átvitt sugárzás spektrumában világos sötét vonalak jelennek meg az atom elektronjai által a megfelelő frekvencia elnyelésének helyén. Minden elem vagy molekula spektrumvonalak jellegzetes halmazát jeleníti meg, például a hidrogén spektrumsorozatát . E vonalak intenzitásának és szélességének spektroszkópiai mérései lehetővé teszik az anyag összetételének és fizikai tulajdonságainak meghatározását [166] [167] .

Laboratóriumi körülmények között az egyes elektronok kölcsönhatásait részecskedetektorok segítségével lehet megfigyelni , amelyek bizonyos tulajdonságokat, például energiát, spint és töltést mérnek [168] . A Paul csapdák a Penning csapda fejlesztése lehetővé teszi a töltött részecskék kis területen hosszú ideig történő tartását. Ez lehetővé teszi a részecskék tulajdonságainak pontos mérését. Például egy esetben Penning csapdát használtak egy elektron megtartására 10 hónapig [169] . Az elektron mágneses momentumát legfeljebb tizenegy tizedesjegy pontossággal mérték, ami 1980-ban bizonyult a legnagyobb pontosságnak a fizikai állandók közül [170] .

Az elektronenergia eloszlását bemutató első videófelvételeket a svédországi Lund Egyetem csapata készítette 2008 februárjában. A tudósok rendkívül rövid fénykitöréseket, úgynevezett attoszekundumos impulzusokat használtak, amelyek először tették lehetővé az elektron mozgásának megfigyelését [171] [172] .

Az elektronok szilárd anyagokban való eloszlása szögfelbontású fotoemissziós spektroszkópia (ARPES) segítségével vizualizálható. Ez a módszer a fotoelektromos effektust használja tulajdonságaik mérésére a reciprok térben , ami kényelmes az eredeti rács létrehozásához használt periodikus struktúrák matematikai ábrázolásához. Az ARPES segítségével meghatározható az anyagban lévő elektronok iránya, sebessége és szóródása [173] .

Plazma technológia

Részecskenyalábok

Az elektronsugarat a hegesztésben használják [175] . Lehetővé teszik akár 107 W cm – 2 energiasűrűség elérését 0,1–1,3 mm átmérőjű fókuszon, és általában nem igényelnek adalékanyagokat . Ezt a hegesztési eljárást vákuumban kell végrehajtani, hogy az elektronok ne lépjenek kölcsönhatásba a maradék gázokkal, mielőtt a felületre érnének. Használható olyan vezetőképes anyagok összekapcsolására, amelyek egyébként alkalmatlanok volnának hegesztésre [176] [177] .

Az elektronsugaras litográfia (EBL) egy litográfiai technika, amelyet elektronellenállásban, szubmikronos felbontású maszkok létrehozására használnak [178] . Ennek a módszernek a magas költségek, az alacsony termelékenység, a nyalábbal való munkavégzés szükségessége nagy vákuumban, valamint az elektronok szilárd anyagokban való szóródása korlátozza. Az utolsó probléma körülbelül 10 nm-re korlátozza a felbontást. Emiatt az ELL-t főként kis számú alkalmazás-specifikus integrált áramkör gyártására és tudományos kutatásra használják [179] .

Az elektronsugaras feldolgozást anyagok besugárzására használják fizikai tulajdonságaik megváltoztatása vagy orvosi és élelmiszeripari termékek sterilizálására [180] . Az elektronsugarak vékony vagy kvázi olvadt üvegeket anélkül sugároznak be, hogy intenzív besugárzás közben jelentős hőmérséklet-emelkedést okoznának: például az intenzív elektronbesugárzás sok nagyságrenddel viszkozitás-csökkenést és aktiválási energiájának fokozatos csökkenését okozza [181] . Az elektronsugaras fűtést arra használják, hogy a besugárzott anyag kis területén viszonylag alacsony áramerősség mellett magas energiakoncentrációt kapjanak, ami fizikai és kémiai reakciókhoz vezethet a felületen. Bizonyos körülmények között az anyag behatolása átmenő lyukak kialakításával érhető el [182] , ami lehetővé teszi akár több centiméter vastagságú anyaglapok vágását [183] . Nagy tisztaságú anyagok előállításához elektronsugaras olvasztást alkalmaznak . Megfelelően magas hőmérsékleten az elektronsugár felmelegíti az anyag felületét, ami gyors párolgáshoz vezet – ezt az elvet alkalmazzák a vékonyfilmes technológiákban részecskenyalábok létrehozására, majd a hordozóra történő lerakódással [184] [185] .

A ciklikus gyorsítók közül a Cyclotron [186] , a betatron [187] , a synchrotron [ 188] megkülönböztethető . A lineáris részecskegyorsítók elektronsugarat generálnak a sugárterápiás felületi daganatok kezelésére . Az elektronterápia eltávolíthatja a bőrelváltozásokat, például a bazálissejtes karcinómát , mivel az elektronsugár csak korlátozott mélységig hatol be, amíg teljesen fel nem szívódik, általában 5 cm-ig az 5–20 MeV tartományba eső elektronenergiák esetén . Az elektronsugárral kezelhetők a röntgensugárzásnak kitett területek [189] [190] .

A részecskegyorsítók elektromos mezőket használnak az elektronok és antirészecskék nagy energiára gyorsítására. Ezek a részecskék szinkrotron sugárzást bocsátanak ki, amikor mágneses mezőben mozognak. E sugárzás intenzitásának a spintől való függése polarizálja az elektronsugarat, ezt a folyamatot Sokolov-Ternov-effektusként ismerik [f] . A polarizált elektronsugarak hasznosak lehetnek különféle kísérletekben. A szinkrotronsugárzás az elektronsugarak hűtésére is képes , hogy csökkentse a részecskeimpulzus terjedését. Az elektron- és pozitronsugarak ütköznek, amikor a részecskéket a szükséges energiákra gyorsítják; részecskedetektorok figyelik a keletkező energiasugárzást, amit a részecskefizika vizsgál [192] .

Vizualizáció

Az alacsony energiájú elektrondiffrakció (LEED) egy kristályos anyag kollimált elektronsugárral történő tanulmányozásának módszere, majd a kapott diffrakciós mintázatok megfigyelésével az anyag szerkezetének meghatározásához. A szükséges elektronenergia általában a 20-200 eV tartományba esik [193] . A reflexiós nagyenergiájú elektrondiffrakció ( HEED ) a mintafelületre különböző kis szögekben beeső elektronsugár visszaverődését használja fel a kristályos anyagok felületének jellemzésére. A nyaláb energiája általában 8-20 keV tartományba esik, a beesési szög pedig 1-4° [194] [195] .

Az elektronmikroszkóp fókuszált elektronsugarat irányít a mintára. Egyes elektronok megváltoztatják szórási tulajdonságaikat, beleértve a haladási irányt, a szöget, a relatív fázist és az energiát, amikor a nyaláb kölcsönhatásba lép egy anyaggal. A mikroszkópos detektorok képesek észlelni ezeket a változásokat, hogy atomi felbontású képet készítsenek az anyagról [196] . Kék fényben a hagyományos optikai mikroszkópok diffrakciókorlátozott felbontása körülbelül 200 nm [197] . Ehhez képest az elektronmikroszkópokat elméletileg az elektron de Broglie hullámhossza korlátozza . Ez a hullámhossz például 0,0037 nm-nek felel meg a 100 000 V potenciálra gyorsított elektronok esetében [198] . Az aberrációkorrigált transzmissziós elektronmikroszkóp 0,05 nm-nél kisebb távolságok mérésére is alkalmas, ami több mint elegendő az egyes atomok feloldásához [199] . Ez a képesség az elektronmikroszkópot hasznos laboratóriumi eszközzé teszi a nagy felbontású képalkotáshoz. Az elektronmikroszkópok azonban drága eszközök, amelyek sok karbantartást igényelnek [200] .

A röntgencsöveket a radiográfiában használják, ahol a katód melegítéskor elektronokat bocsát ki, amelyek a katód és az anód közötti vákuumrésben nagy potenciálkülönbség mellett felgyorsulnak. Az így létrejövő felgyorsult elektronsugár egy pozitív töltésű anódba ütközik, ahol az elektronok éles lassulást tapasztalnak, aminek következtében röntgensugaras törés lép fel. A lassulás során az elektron kinetikus energiájának csak körülbelül 1 % -a jut röntgensugárzáshoz, az energia 99%-a alakul hővé [201] .

Az elektronmikroszkópoknak két fő típusa van: transzmissziós és pásztázó . A transzmissziós elektronmikroszkópok úgy működnek, mint az írásvetítők : az elektronsugarat átengedik egy anyagszeleten, majd lencsék rávetítik egy tárgylemezre vagy töltéscsatolt eszközre . A pásztázó elektronmikroszkópok egy finoman fókuszált elektronsugarat raszterizálnak , mint egy televíziós katódsugárcsőben, a vizsgálandó mintába, hogy képet kapjanak. A nagyítás 100-szoros és 1 000 000-szeres vagy nagyobb között változik mindkét típusú mikroszkóp esetében. A pásztázó alagútmikroszkóp elektronok kvantum-alagútját használja egy éles fémhegy (tű) és a vizsgált anyag atomjai között, és atomi felbontású képet hoz létre a felületéről [202] [203] [204] .

Egyéb alkalmazások

Egy szabadelektron -lézerben (FEL) egy relativisztikus elektronsugár halad át egy pár hullámzón, amelyek dipólus mágnessorokat tartalmaznak, amelyek mezői ellentétes irányúak. Az elektronok szinkrotron sugárzást bocsátanak ki, amely koherens kölcsönhatásba lép ugyanazokkal az elektronokkal, ami nagymértékben felerősíti a sugárzási teret a rezonanciafrekvencián . A FEL koherens elektromágneses sugárzást képes kibocsátani nagy fényerővel és széles frekvenciatartományban, a mikrohullámoktól a lágy röntgensugárzásig. Ezeket az eszközöket a gyártásban, a kommunikációban és az orvosi alkalmazásokban, például a lágyrészsebészetben használják [205] .

Az elektronok fontos szerepet játszanak a katódsugárcsövekben , amelyeket széles körben használnak megjelenítő eszközként laboratóriumi műszerekben, számítógép-monitorokban és televíziókban [206] . Egy fotosokszorozóban minden foton, amely a fotokatódra esik, elektronlavinát indít el, amely kimutatható áramimpulzust hoz létre [207] . A vákuumcsövek az elektronok áramlását használják elektromos jelek meghajtására, és kritikus szerepet játszottak az elektronikai technológia fejlődésében. Azóta azonban nagyrészt felváltották ezeket a szilárdtest-eszközök , például a tranzisztor [208] .

Jegyzetek

Megjegyzések

↑ Vegye figyelembe, hogy a régebbi források a töltés-tömeg arányt adják meg a modern tömeg-töltés konvenció helyett.
↑ Ezt a mennyiséget az as spin-kvantumszámból kapjuk ${\begin{alignedat}{2}S&={\sqrt {s(s+1)}}\cdot {\frac {h}{2\pi }}\\&={\frac {\sqrt {3}}{2}}\hbar \\\end{alignedat}}$ s = kvantumszámraegy2.
↑ Bohr magneton: $\textstyle \mu _{\mathrm {B} }={\frac {e\hbar }{2m_{\mathrm {e} }}}.$
↑ Egy elektron klasszikus sugarát a következőképpen találjuk meg. Tételezzük fel, hogy egy elektron töltése egyenletesen oszlik el egy gömbtérfogatban. Mivel a gömb egy része taszítja a többi részt, a gömb elektrosztatikus potenciálenergiát tartalmaz. Feltételezzük, hogy ez az energia egyenlő az elektron nyugalmi energiájával, amelyet a speciális relativitáselmélet határoz meg ( E = mc 2 ). Az elektrosztatika elméletéből az egyenletes töltésű r sugarú és e töltésű gömb potenciális energiáját a következő kifejezés határozza meg: $E_{\mathrm {p} }={\frac {e^{2}}{8\pi \varepsilon _{0}r)),$ ahol ε 0 a vákuum permittivitása. Egy m 0 nyugalmi tömegű elektron esetén a nyugalmi energia egyenlő: $\textstyle E_{\mathrm {p} }=m_{0}c^{2},$ ahol c a fény sebessége vákuumban. Ha ezeket egyenlítjük és r -t találunk , megkapjuk az elektron klasszikus sugarát.
Lásd: Haken, Wolf és Brewer (2005).
↑ A nem relativisztikus elektronok sugárzását néha ciklotronsugárzásnak is nevezik .
↑ Az elektronsugár polarizációja azt jelenti, hogy az összes elektron spinje ugyanabba az irányba irányul. Más szóval, az összes elektron spinjének a lendületvektorukra vonatkozó vetületei azonos előjelűek [191] .

Források

↑ Ivanov I. A csodálatos világ az atommagban : Népszerű tudományos előadás iskolásoknak. FIAN, 2007. szeptember 11.
↑ 1 2 3 4 5 Alapvető fizikai állandók – Teljes lista . CODATA. NIST.
↑ 1 2 Agostini M. et al. ( Borexino Coll.). Az elektromos töltés megőrzésének vizsgálata Borexinóval // Physical Review Letters . - 2015. - Kt. 115 , iss. 23 . — P. 231802 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.115.231802 . - arXiv : 1509.01223 .
↑ Vissza HO et al. ( Borexino Coll.). Elektronbomlási mód keresése e → γ + ν a Borexino detektor prototípusával // Phys . Lett. B. - 2002. - Kt. 525 , iss. 1-2 . - P. 29-40 . - doi : 10.1016/S0370-2693(01)01440-X . - Iránykód .
↑ 1 2 Ugyanúgy, mint az electrum : „arany (80%) borostyánszínű ötvözete ezüsttel (20%)” ( Csernykh P. Ya. Történelmi és etimológiai szótár).
↑ Jerry kávé. Mi az elektron (2010. szeptember 10.). Letöltve: 2022. szeptember 3. (határozatlan)
↑ 1 2 3 Curtis, L. J. Atomszerkezet és élettartamok: Koncepcionális megközelítés . - ISBN 978-0-521-53635-6 .
↑ 1 2 Eichten, EJ (1983). "Új tesztek a kvark és lepton alépítményhez". Fizikai áttekintő levelek . 50 (11): 811-814. Irodai kód : 1983PhRvL..50..811E . DOI : 10.1103/PhysRevLett.50.811 .
↑ 1 2 CODATA érték: proton-elektron tömegarány . 2006 CODATA ajánlott értékek . Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet . Letöltve: 2009. július 18. (határozatlan)
↑ 1 2 Pauling, LC A kémiai kötés természete, valamint a molekulák és kristályok szerkezete: bevezetés a modern szerkezeti kémiába . — 3. - Cornell University Press, 1960. - P. 4-10. - ISBN 978-0-8014-0333-0 .
↑ 1 2 3 Arabatzis, T. Az elektronok ábrázolása: Az elméleti entitások életrajzi megközelítése . — University of Chicago Press, 2006. — P. 70–74, 96. — ISBN 978-0-226-02421-9 .
↑ 1 2 Benjamin, Park (1898), Az elektromosság története (Az elektromosság intellektuális felemelkedése) az ókortól Benjamin Franklin koráig , New York: J. Wiley, p. 315, 484–5, ISBN 978-1-313-10605-4 , < https://archive.org/details/cu31924004128686/page/n10 >
↑ Keithley, JF Az elektromos és mágneses mérések története: Kr.e. 500-tól az 1940-es évekig . - IEEE Press , 1999. - P. 19–20. - ISBN 978-0-7803-1193-0 .
↑ Cajori, Flórián. A fizika története elemi ágaiban: beleértve a fizikai laboratóriumok fejlődését . - Macmillan, 1917.
↑ Benjamin Franklin (1706–1790) . Eric Weisstein életrajzi világa . Wolfram kutatás . Letöltve: 2010. december 16. (határozatlan)
↑ Myers, R.L. A fizika alapjai . - Greenwood Publishing Group , 2006. - P. 242. - ISBN 978-0-313-32857-2 .
↑ Farrar, WV (1969). „Richard Laming és a szén-gázipar, az anyag szerkezetéről alkotott nézeteivel.” Annals of Science . 25 (3): 243-254. DOI : 10.1080/00033796900200141 .
↑ Barrow, JD (1983). "Természetes egységek Planck előtt". A Royal Astronomical Society negyedéves folyóirata . 24 , 24-26. Bibcode : 1983QJRAS..24...24B .
↑ Okamura, Sōgo. Az elektroncsövek története . - IOS Press, 1994. - P. 11. - "1881-ben Stoney ezt elektromágnesesnek nevezte el. 1891-től kezdték el "elektronnak" nevezni. [...] 1906-ban felvetődött az a javaslat, hogy a katódsugár-részecskéket "elektronoknak" nevezzék, de Hollandi Lorentz véleménye alapján az "elektronok" széles körben elterjedtek. 1881-ben Stoney ezt az elektromágneses jelenséget "elektrolionnak" nevezte el. 1891 óta "elektronnak" kezdték hívni. [...] 1906-ban javaslatot tettek a katódsugarak részecskéinek „elektronoknak” elnevezésére, de Lorentz után az „elektronok” elnevezés széles körben elterjedt. — ISBN 978-90-5199-145-1 .
↑ Stoney, G. J. (1894). „Az „elektronról” vagy az elektromosság atomjáról . Filozófiai Magazin . 38 (5): 418-420. DOI : 10.1080/14786449408620653 .
↑ "elektron, n.2". O.E.D. Online. 2013. március. Oxford University Press. Hozzáférés dátuma: 2013. április 12
↑ Szórejtélyek és -történetek. - Houghton Mifflin, 1986. - P. 73. - ISBN 978-0-395-40265-8 .
↑ Webster új világ szótára. - Prentice Hall, 1970. - 450. o.
↑ Born, M. Atomic Physics / M. Born, RJ Blin-Stoyle, JM Radcliffe. - Courier Dover , 1989. - P. 26. - ISBN 978-0-486-65984-8 .
↑ Plücker, M. (1858-12-01). „XLVI. Megfigyelések a ritka gázokon keresztül történő elektromos kisülésről” . A londoni, edinburghi és dublini Philosophical magazin és Journal of Science . 16 (109): 408-418. DOI : 10.1080/14786445808642591 . ISSN 1941-5982 .
↑ 1 2 3 Leicester, HM A kémia történelmi háttere . - Courier Dover , 1971. - P. 221-222. - ISBN 978-0-486-61053-5 .
↑ 1 2 Whittaker, E. T. Az éter és az elektromosság elméleteinek története . - Nelson, 1951. - 1. évf. egy.
↑ DeKosky, R. K. (1983). "William Crookes és az abszolút vákuum keresése az 1870-es években". Annals of Science . 40 (1): 1-18. DOI : 10.1080/00033798300200101 .
↑ 1 2 Schuster, Arthur (1890). „A villamos energia gázokon keresztül történő kisülése”. A Londoni Királyi Társaság közleménye . 47 , 526-559. DOI : 10.1098/rspl.1889.0111 .
↑ Wilczek, Frank (2012. június). "Boldog születésnapot, elektron . " Tudományos amerikai .
↑ Trenn, TJ (1976). "Rutherford a radioaktív sugarak alfa-béta-gamma osztályozásáról". Isis . 67 (1): 61-75. DOI : 10.1086/351545 .
↑ Becquerel, H. (1900). "Déviation du Rayonnement du Radium dans un Champ Electrique". Comptes rendus de l'Académie des sciences [ fr. ]. 130 , 809-815.
↑ Buchwald és Warwick (2001:90-91).
↑ Myers, W. G. (1976). "Becquerel felfedezése a radioaktivitásról 1896-ban" . Journal of Nuclear Medicine . 17 (7): 579-582. PMID 775027 .
↑ Thomson. Nobel-előadás: A negatív elektromosság hordozói . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. augusztus 25. Az eredetiből archiválva : 2008. október 10.. (határozatlan)
↑ O'Hara, JG (1975. március). "George Johnstone Stoney, FRS és az elektron fogalma". A Londoni Királyi Társaság feljegyzései és feljegyzései . Királyi Társaság. 29 (2): 265-276. DOI : 10.1098/rsnr.1975.0018 .
↑ Abraham Pais (1997). „Az elektron felfedezése – az elemi részecskék 100 éve” (PDF) . Sugárvonal . 1 :4-16.
↑ Kaufmann, W. (1897). „Die magnetische Ablenkbarkeit der Kathodenstrahlen und ihre Abhängigkeit vom Entladungspotential” . Annalen der Physik und Chemie . 297 (7): 544-552. Bibcode : 1897AnP...297..544K . DOI : 10.1002/andp.18972970709 . ISSN 0003-3804 .
↑ Kikoin, I. K. (1961). "Abram Fedorovich Ioffe (nyolcvanadik születésnapján)". Szovjet fizika Uspekhi . 3 (5): 798-809. Bibcode : 1961SvPhU...3..798K . DOI : 10.1070/PU1961v003n05ABEH005812 . Eredeti kiadvány oroszul: Kikoin, I.K. (1960). „Akadémikus A.F. Ioff". Előrelépések a fizikai tudományokban . 72 (10): 303-321. DOI : 10.3367/UFNr.0072.196010e.0307 .
↑ Millikan, R. A. (1911). „Egy ion izolálása, töltésének precíziós mérése és a Stokes-törvény korrekciója” (PDF) . Fizikai áttekintés . 32 (2): 349-397. Iratszám : 1911PhRvI..32..349M . DOI : 10.1103/PhysRevSeriesI.32.349 .
↑ Das Gupta, N. N. (1999). „Jelentés a Wilson Felhőkamráról és annak fizikai alkalmazásairól.” Szemle a modern fizikáról . 18 (2): 225-290. Bibcode : 1946RvMP...18..225G . DOI : 10.1103/RevModPhys.18.225 .
↑ 1 2 3 Smirnov, BM Atomok és ionok fizikája . — Springer , 2003. — P. 14–21. - ISBN 978-0-387-95550-6 .
↑ Bohr. Nobel-előadás: Az atom szerkezete . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. december 3. (határozatlan)
↑ Lewis, G. N. (1916). "Az atom és a molekula" . Az American Chemical Society folyóirata . 38 (4): 762-786. DOI : 10.1021/ja02261a002 .
↑ 1 2 Arabatzis, T. (1997). „A vegyészek elektronja” (PDF) . European Journal of Physics . 18 (3): 150-163. Bibcode : 1997EJPh...18..150A . DOI : 10.1088/0143-0807/18/3/005 .
↑ Langmuir, I. (1919). "Az elektronok elrendezése atomokban és molekulákban" . Az American Chemical Society folyóirata . 41 (6): 868-934. DOI : 10.1021/ja02227a002 .
↑ Scerri, ER A periódusos rendszer . — ISBN 978-0-19-530573-9 .
↑ Massimi, M. Pauli kizárási elve, A tudományos elv eredete és érvényesítése . - ISBN 978-0-521-83911-2 .
↑ Uhlenbeck, G.E. (1925). „Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons”. Die Naturwissenschaften [ német ] ]. 13 (47): 953-954. Bibcode : 1925NW.....13..953E . DOI : 10.1007/BF01558878 .
↑ Pauli, W. (1923). „Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes”. Zeitschrift fur Physik [ német ] ]. 16 (1): 155-164. Bibcode : 1923ZPhy...16..155P . DOI : 10.1007/BF01327386 .
↑ 12 de Broglie . Nobel-előadás: Az elektron hullámtermészete . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. augusztus 30. (határozatlan)
↑ Falkenburg, B. Részecskemetafizika: A szubatomi valóság kritikus leírása . - Springer , 2007. - P. 85. - ISBN 978-3-540-33731-7 .
↑ Davisson. Nobel-előadás: Az elektronhullámok felfedezése . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. augusztus 30. (határozatlan)
↑ Schrodinger, E. (1926). "Quantisierung als Eigenwertproblem". Annalen der Physik [ német ] ]. 385 (13): 437-490. Bibcode : 1926AnP...385..437S . DOI : 10.1002/andp.19263851302 .
↑ Rigden, J.S. Hidrogén . – Harvard University Press, 2003. – P. 59–86. - ISBN 978-0-674-01252-3 .
↑ Reed, B.C. Quantum Mechanics . – Jones & Bartlett Publishers , 2007. – 275–350. — ISBN 978-0-7637-4451-9 .
↑ Dirac, PAM (1928). "Az elektron kvantumelmélete" (PDF) . Proceedings of the Royal Society A . 117 (778): 610-624. Irodai kód : 1928RSPSA.117..610D . DOI : 10.1098/rspa.1928.0023 .
↑ Dirac. Nobel-előadás: Elektronok és pozitronok elmélete . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. november 1. (határozatlan)
↑ Anderson, CD (1933). "A pozitív elektron". Fizikai áttekintés . 43 (6): 491-494. Bibcode : 1933PhRv...43..491A . DOI : 10.1103/PhysRev.43.491 .
↑ A fizikai Nobel-díj 1965 . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. november 4. (határozatlan)
↑ Panofsky, WKH (1997). „A részecskegyorsítók és ütköztetők evolúciója” (PDF) . Sugárvonal . 27 (1):36-44 . Letöltve: 2008-09-15 .
↑ Elder, F. R. (1947). "Elektronok sugárzása szinkrotronban". Fizikai áttekintés . 71 (11): 829-830. Bibcode : 1947PhRv...71..829E . DOI : 10.1103/PhysRev.71.829.5 .
↑ Hoddeson, L. A standard modell felemelkedése: Részecskefizika az 1960-as és 1970-es években . - Cambridge University Press , 1997. - P. 25-26. - ISBN 978-0-521-57816-5 .
↑ Bernardini, C. (2004). "AdA: Az első elektron-pozitronütköztető". Fizika perspektívában . 6 (2): 156-183. Bibcode : 2004PhP.....6...156B . DOI : 10.1007/s00016-003-0202-y .
↑ A szabványos modell tesztelése: A LEP-kísérletek . CERN . Letöltve: 2008. szeptember 15. (határozatlan)
↑ "A LEP végső aratást arat" . Cern Courier . 40 (10). 2000.
↑ Prati, E. (2012). „Kevés elektronhatár az n-típusú fém-oxid félvezető egyelektronos tranzisztoroknak”. Nanotechnológia . 23 (21): 215204. arXiv : 1203.4811 . Bibcode : 2012Nanot..23u5204P . DOI : 10.1088/0957-4484/23/21/215204 . PMID22552118 . _
↑ Green, M. A. (1990). „Belső koncentráció, effektív halmazsűrűségek és effektív tömeg szilíciumban”. Journal of Applied Physics . 67 (6): 2944-2954. Bibcode : 1990JAP....67.2944G . DOI : 10.1063/1.345414 .
↑ Frampton, P. H. (2000). "Kvarkok és leptonok a harmadik generáción túl". Fizikai jelentések . 330 (5-6): 263-348. arXiv : hep-ph/9903387 . Bibcode : 2000PhR...330..263F . DOI : 10.1016/S0370-1573(99)00095-2 .
↑ 1 2 3 Raith, W. Az anyag alkotóelemei: atomok, molekulák, magok és részecskék / W. Raith, T. Mulvey. - CRC Press , 2001. - P. 777-781. - ISBN 978-0-8493-1202-1 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 A CODATA eredeti forrása Mohr, PJ (2008). „A CODATA az alapvető fizikai állandók ajánlott értékei”. Szemle a modern fizikáról . 80 (2): 633-730. arXiv : 0801.0028 . Bibcode : 2008RvMP...80..633M . DOI : 10.1103/RevModPhys.80.633 .
↑ Zombeck, MV Handbook of Space Astronomy and Astrophysics . — 3. - Cambridge University Press, 2007. - P. 14. - ISBN 978-0-521-78242-5 .
↑ Murphy, M. T. (2008). "A távoli Univerzum molekuláiból származó változó proton-elektron tömegarány erős korlátja." tudomány . 320 (5883): 1611-1613. arXiv : 0806.3081 . Iratszám : 2008Sci...320.1611M . DOI : 10.1126/tudomány.1156352 . PMID 18566280 .
↑ Zorn, JC (1963). "Kísérleti határértékek az elektron-proton töltéskülönbséghez és a neutron töltéséhez". Fizikai áttekintés . 129 (6): 2566-2576. Irodai kód : 1963PhRv..129.2566Z . DOI : 10.1103/PhysRev.129.2566 .
↑ Gupta, M.C. Atom- és molekuláris spektroszkópia . - New Age Publishers, 2001. - P. 81. - ISBN 978-81-224-1300-7 .
↑ 1 2 Odom, B. (2006). „Az elektronmágneses momentum új mérése egyelektronos kvantumciklotron segítségével”. Fizikai áttekintő levelek . 97 (3): 030801. Iratkód : 2006PhRvL..97c0801O . DOI : 10.1103/PhysRevLett.97.030801 . PMID 16907490 .
↑ Gabrielse, G. (2006). „A finomszerkezeti állandó új meghatározása az elektron g értékből és a QED-ből”. Fizikai áttekintő levelek . 97 (3): 030802 (1–4). Irodai kód : 2006PhRvL..97c0802G . DOI : 10.1103/PhysRevLett.97.030802 . PMID 16907491 .
↑ Komar, A. A. Elektron // Fizikai enciklopédia : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1999. - V. 5: Stroboszkópos eszközök - Fényerő. — 692 p. — 20.000 példány. — ISBN 5-85270-101-7 .
↑ Petrov, Alexey A. David vs. Góliát: Mit tud elmondani nekünk egy apró elektron az univerzum szerkezetéről . https://theconversation.com . A beszélgetés (2018. december 20.). Letöltve: 2022. július 18.
↑ Shpolsky, Eduard Vladimirovich , Atomfizika (Atomnaia fizika), második kiadás, 1951
↑ Dehmelt, H. (1988). „Egyetlen atomrészecske örökké lebeg a szabad térben: új érték az elektronsugár számára.” Physica Scripta . T22 : 102-110. Bibcode : 1988PhST...22..102D . DOI : 10.1088/0031-8949/1988/T22/016 .
↑ Gabrielse, Gerald Electron Substructure . Harvard Egyetem. Letöltve: 2016. június 21. Az eredetiből archiválva : 2019. április 10. (határozatlan)
↑ Meschede, D. Optika, fény és lézerek: A fotonika és a lézerfizika modern aspektusainak gyakorlati megközelítése . - Wiley-VCH , 2004. - P. 168. - ISBN 978-3-527-40364-6 .
↑ Steinberg, R. I. (1999). „Kísérleti teszt a töltésmegmaradás és az elektron stabilitásának vizsgálatára”. Fizikai áttekintés D. 61 (2): 2582-2586. Irodai kód : 1975PhRvD..12.2582S . DOI : 10.1103/PhysRevD.12.2582 .
↑ Beringer, J. (2012). „A részecskefizika áttekintése: [elektron tulajdonságai]” (PDF) . Fizikai áttekintés D. 86 (1): 010001. Bibcode : 2012PhRvD..86a0001B . DOI : 10.1103/PhysRevD.86.010001 .
↑ Vissza, HO (2002). „E → γ + ν elektronbomlási mód keresése a Borexino detektor prototípusával”. Fizika B betű . 525 (1-2): 29-40. Bibcode : 2002PhLB..525...29B . DOI : 10.1016/S0370-2693(01)01440-X .
↑ Egyesült Királyság | Anglia | A fizikusok „hasítják az elektronokat” . BBC News (2009. augusztus 28.). Letöltve: 2016. július 11. (határozatlan)
↑ A természet építőelemeinek viselkedésének felfedezése számítógépes forradalomhoz vezethet . Science Daily (2009. július 31.)
↑ Yarris, Lynn. A spinonok és holonok első közvetlen megfigyelései . Lbl.gov (2006. július 13.). Letöltve: 2016. július 11. (határozatlan)
↑ Weller, Paul F. Analógia az elemi sávelmélet fogalmaihoz szilárd testekben // J. Chem. Iskolai végzettség: folyóirat. - 1967. - 1. évf. 44 , sz. 7 . - 391. o . doi : 10.1021 / ed044p391 .
↑ Slyusar, V.I. Nanoantennák: megközelítések és kilátások. - C. 58 - 65. . Elektronika: tudomány, technológia, üzlet. - 2009. - No. 2. C. 63 (2009). Letöltve: 2021. június 3. Az eredetiből archiválva : 2021. június 3. (határozatlan)
↑ Eibenberger, Sandra; et al. (2013). „Anyaghullám interferencia 10000 amu-t meghaladó tömegű molekulakönyvtárból kiválasztott részecskékkel”. Fizikai kémia Kémiai fizika . 15 (35): 14696-14700. arXiv : 1310.8343 . Bibcode : 2013PCCP...1514696E . DOI : 10.1039/C3CP51500A . PMID 23900710 . S2CID 3944699 .
↑ 1 2 3 4 5 Munowitz, M. Knowing the Nature of Physical Law . - Oxford University Press, 2005. - 162. o . — ISBN 978-0-19-516737-5 .
↑ Kane, G. (2006. október 9.). „A virtuális részecskék valóban folyamatosan bukkannak fel és bukkannak fel? Vagy ezek csupán egy matematikai könyvelési eszköz a kvantummechanika számára? . Tudományos amerikai . Letöltve: 2008. szeptember 19 .
↑ Taylor, J. Az új fizika. - Cambridge University Press , 1989. - ISBN 978-0-521-43831-5 .
↑ 1 2 Genz, H. Semmiség : Az üres tér tudománya . – Da Capo Press , 2001. – P. 241–243, 245–247 . - ISBN 978-0-7382-0610-3 .
↑ Gribbin . Inkább elektronokra, mint amilyennek látszik , New Scientist (1997. január 25.). Letöltve: 2008. szeptember 17.
↑ Levine, I. (1997). „Az elektromágneses csatolás mérése nagy lendületátvitelnél”. Fizikai áttekintő levelek . 78 (3): 424-427. Bibcode : 1997PhRvL..78..424L . DOI : 10.1103/PhysRevLett.78.424 .
↑ Murayama, H. (2006. március 10–17.). A szuperszimmetria feltörése egyszerű, életképes és általános . Proceedings of the XLIInd Rencontres de Moriond on Electroweak Interactions and Unified Theories. La Thuile, Olaszország. arXiv : 0709.3041 . Irányszám : 2007arXiv0709.3041M . — 9%-os tömegkülönbséget sorol fel egy olyan elektronra, amely akkora, mint a Planck-távolság .
↑ Schwinger, J. (1948). "A kvantumelektrodinamikáról és az elektron mágneses momentumáról". Fizikai áttekintés . 73 (4): 416-417. Bibcode : 1948PhRv...73..416S . DOI : 10.1103/PhysRev.73.416 .
↑ Huang, K. A természet alapvető erői: A mérőmezők története . - World Scientific , 2007. - P. 123-125. - ISBN 978-981-270-645-4 .
↑ Foldy, LL (1950). „Az 1/2 részecskék forgása dirac-elméletéről és annak nem relativisztikus határáról.” Fizikai áttekintés . 78 (1): 29-36. Bibcode : 1950PhRv...78...29F . DOI : 10.1103/PhysRev.78.29 .
↑ Foldy, 1950 , p. 32.
↑ 1 2 Griffiths, David J. Bevezetés az elektrodinamikába . — 3. - Prentice Hall, 1998. - ISBN 978-0-13-805326-0 .
↑ Crowell, B. Elektromosság és mágnesesség . - Fény és Anyag, 2000. - P. 129-152. - ISBN 978-0-9704670-4-1 .
↑ Mahadevan, R. (1996). "Harmónia az elektronokban: ciklotron és szinkrotron kibocsátás termikus elektronok által mágneses térben". Az Astrophysical Journal . 465 , 327-337. arXiv : astro-ph/9601073 . Bibcode : 1996ApJ...465..327M . DOI : 10.1086/177422 .
↑ Rohrlich, F. (1999). "Az önerő és a sugárzási reakció". American Journal of Physics . 68 (12): 1109-1112. Iránykód : 2000AmJPh..68.1109R . DOI : 10,1119/1,1286430 .
↑ Georgi, H. Grand Unified Theories // Az új fizika / Davies, Paul. - Cambridge University Press, 1989. - P. 427. - ISBN 978-0-521-43831-5 .
↑ Blumenthal, GJ (1970). "A híg gázokon áthaladó nagy energiájú elektronok Bremsstrahlung, Synchrotron Radiation and Compton Scattering" Szemle a modern fizikáról . 42 (2): 237-270. Bibcode : 1970RvMP...42..237B . DOI : 10.1103/RevModPhys.42.237 .
↑ A fizikai Nobel-díj 1927 . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. szeptember 28. (határozatlan)
↑ Chen, S.-Y. (1998). „A relativisztikus nemlineáris Thomson-szórás kísérleti megfigyelése”. természet . 396 (6712): 653-655. arXiv : fizika/9810036 . Bibcode : 1998Natur.396..653C . DOI : 10.1038/25303 .
↑ Beringer, R. (1942). "A pozitron annihilációs sugárzás szögeloszlása". Fizikai áttekintés . 61 (5-6): 222-224. Bibcode : 1942PhRv...61..222B . DOI : 10.1103/PhysRev.61.222 .
↑ Buffa, A. College Physics . — 4. - Prentice Hall, 2000. - P. 888. - ISBN 978-0-13-082444-8 .
↑ Eichler, J. (2005). „Elektron–pozitron pár képződés relativisztikus ion–atom ütközésekben”. Fizika A betűk . 347 (1-3): 67-72. Bibcode : 2005PhLA..347...67E . DOI : 10.1016/j.physleta.2005.06.105 .
↑ Hubbell, JH (2006). „Elektron-pozitronpár előállítása fotonokkal: Történelmi áttekintés” . Sugárzás fizika és kémia . 75 (6): 614-623. Bibcode : 2006RaPC...75..614H . DOI : 10.1016/j.radphyschem.2005.10.008 .
↑ Quigg, C. Az Electroweak elmélet .
↑ Eljasevics, M. A. Atom // Fizikai enciklopédia : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Szovjet Encyclopedia , 1988. - T. 1: Aharonov - Bohm-effektus - Hosszú sorok. — 707 p. — 100.000 példány.
↑ 12 Tipler , Paul. Modern fizika . - 2003. - ISBN 978-0-7167-4345-3 .
↑ Burhop, EHS The Auger Effect és egyéb sugárzásmentes átmenetek. - ISBN 978-0-88275-966-1 .
↑ Jiles, D. Bevezetés a mágnesességbe és a mágneses anyagokba . - CRC Press , 1998. - P. 280-287. - ISBN 978-0-412-79860-3 .
↑ Löwdin, P.O. A kvantumkémia alapvető világa: Tisztelgés Per-Olov Löwdin emléke előtt . - Springer Science + Business Media, 2003. - P. 393-394. - ISBN 978-1-4020-1290-7 .
↑ McQuarrie, D.A. Fizikai kémia: Molekuláris megközelítés . - Egyetemi Tudományos Könyvek, 1997. - P. 325-361. - ISBN 978-0-935702-99-6 .
↑ Daudel, R. (1974). "Az elektronpár a kémiában". Canadian Journal of Chemistry . 52 (8): 1310-1320. DOI : 10.1139/v74-201 .
↑ Rakov, VA Villám: fizika és effektusok / VA Rakov, MA Uman. - Cambridge University Press, 2007. - P. 4. - ISBN 978-0-521-03541-5 .
↑ Freeman, G. R. (1999). „Triboelektromosság és néhány kapcsolódó jelenség”. Anyagtudomány és technológia . 15 (12): 1454-1458. DOI : 10.1179/026708399101505464 .
↑ Előre, KM (2009). „Módszertan szemcsés anyagok részecske-részecske triboelektrifikációjának tanulmányozásához”. Journal of Electrostatics . 67 (2-3): 178-183. DOI : 10.1016/j.elstat.2008.12.002 .
↑ Weinberg, S. The Discovery of Subatomic Particles . - ISBN 978-0-521-82351-7 .
↑ Lou, L.-F. Bevezetés a fononokba és az elektronokba . - World Scientific , 2003. - P. 162, 164. - ISBN 978-981-238-461-4 .
↑ Guru, BS Elektromágneses térelmélet . - Cambridge University Press, 2004. - P. 138, 276. - ISBN 978-0-521-83016-4 .
↑ Achuthan, MK A félvezető eszközök alapjai / MK Achuthan, KN Bhat. — Tata McGraw-Hill , 2007. — P. 49–67. - ISBN 978-0-07-061220-4 .
↑ 1 2 3 Ziman, JM Elektronok és fononok: A szilárd anyagok szállítási jelenségeinek elmélete . - Oxford University Press, 2001. - P. 260. - ISBN 978-0-19-850779-6 .
↑ Main, P. (1993. június 12.). „Ha az elektronok az áramlással járnak: Távolítsa el az elektromos ellenállást létrehozó akadályokat, és ballisztikus elektronokat és kvantummeglepetést kap . ” Új tudós . 1887 . Letöltve: 2008-10-09 .
↑ Blackwell, G. R. The Electronic Packaging Handbook . - CRC Press , 2000. - P. 6.39–6.40. - ISBN 978-0-8493-8591-9 .
↑ Durrant, A. Az anyag kvantumfizikája: A fizikai világ . - CRC Press, 2000. - P. 43, 71-78. - ISBN 978-0-7503-0721-5 .
↑ A fizikai Nobel-díj 1972 . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. október 13. (határozatlan)
↑ Kadin, AM (2007). A Cooper-pár térszerkezete. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism . 20 (4): 285-292. arXiv : cond-mat/0510279 . DOI : 10.1007/s10948-006-0198-z .
↑ P. Monthoux; Balatsky, A.; Pines, D.; et al. (1992). "A magas hőmérsékletű szupravezetés gyenge csatolási elmélete az antiferromágnesesen korrelált réz-oxidokban". Phys. Fordulat. b . 46 (22): 14803-14817. Irodai kód : 1992PhRvB..4614803M . DOI : 10.1103/PhysRevB.46.14803 . PMID 10003579 .
↑ S. Chakravarty; Sudbo, A.; Anderson, PW; Erős, S.; et al. (1993). "Rétegközi alagút és rés anizotrópia magas hőmérsékletű szupravezetőkben". tudomány . 261 (5119): 337-40. Bibcode : 1993Sci...261..337C . DOI : 10.1126/tudomány.261.5119.337 . PMID 17836845 . S2CID 41404478 .
↑ Jompol, Y. (2009). „Centrifugális töltés szétválás szondája Tomonaga-Luttinger folyadékban.” tudomány . 325 (5940): 597-601. arXiv : 1002.2782 . Bibcode : 2009Sci...325..597J . DOI : 10.1126/tudomány.1171769 . PMID 19644117 .
↑ A természet építőkövei viselkedésének felfedezése számítógépes forradalomhoz vezethet . ScienceDaily (2009. július 31.). Letöltve: 2009. augusztus 1. (határozatlan)
↑ Fizikai Nobel-díj 1958, a Cserenkov-effektus felfedezéséért és értelmezéséért . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. szeptember 25. (határozatlan)
↑ Speciális relativitáselmélet . Stanford Linear Accelerator Center (2008. augusztus 26.). Letöltve: 2008. szeptember 25. (határozatlan)
↑ Adams, S. Frontiers: Twentieth Century Physics . - CRC Press , 2000. - ISBN 978-0-7484-0840-5 .
↑ Bianchini, Lorenzo. Válogatott részecske- és magfizikai gyakorlatok . - Springer, 2017. - P. 79. - ISBN 978-3-319-70494-4 .
↑ Lurquin, PF Az élet és a világegyetem eredete . - Columbia University Press, 2003. - P. 2. - ISBN 978-0-231-12655-7 .
↑ Silk, J. The Big Bang: The Creation and Evolution of the Universe. — 3. - Macmillan, 2000. - P. 110-112, 134-137. - ISBN 978-0-8050-7256-3 .
↑ Kolb, E. W. (1980). „A Baryon-aszimmetria kialakulása a korai univerzumban” (PDF) . Fizika B betű . 91 (2): 217-221. Bibcode : 1980PhLB...91..217K . DOI : 10.1016/0370-2693(80)90435-9 .
↑ Sather. Az anyag aszimmetriájának rejtélye . Stanford Egyetem (1996 tavasz–nyár). Letöltve: 2008. november 1. (határozatlan)
↑ Burles, S.; Nollett, KM & Turner, MS (1999), Big-Bang Nucleosynthesis: Linking Inner Space and Outer Space, cikk : astro-ph/9903300 .
↑ Boesgaard, A. M. (1985). „Ősrobbanás nukleoszintézis – elméletek és megfigyelések”. A csillagászat és asztrofizika éves áttekintése . 23 (2): 319-378. Irodai kód : 1985ARA&A..23..319B . DOI : 10.1146/annurev.aa.23.090185.001535 .
↑ 1 2 Barkana, R. (2006). "Az első csillagok a világegyetemben és a kozmikus reionizáció". tudomány . 313 (5789): 931-934. arXiv : astro-ph/0608450 . Bibcode : 2006Sci...313..931B . DOI : 10.1126/tudomány.1125644 . PMID 16917052 .
↑ Burbidge, E. M. (1957). „Elemek szintézise a csillagokban” (PDF) . Szemle a modern fizikáról . 29 (4): 548-647. Bibcode : 1957RvMP...29..547B . DOI : 10.1103/RevModPhys.29.547 .
↑ Rodberg, L. S. (1957). "A paritás bukása: a természet törvényeinek szimmetriájával kapcsolatos legújabb felfedezések." tudomány . 125 (3249): 627-633. Bibcode : 1957Sci...125..627R . DOI : 10.1126/tudomány.125.3249.627 . PMID 17810563 .
↑ Fryer, C. L. (1999). "Tömeghatárok a fekete lyukak kialakulásához". Az Astrophysical Journal . 522 (1): 413-418. arXiv : astro-ph/9902315 . Bibcode : 1999ApJ...522..413F . DOI : 10.1086/307647 .
↑ Wald, Robert M. Általános relativitáselmélet . - University of Chicago Press, 1984. - P. 299-300. - ISBN 978-0-226-87033-5 .
↑ Visser, Matt (2003). „A Hawking-sugárzás alapvető és lényegtelen jellemzői” (PDF) . International Journal of Modern Physics D. 12 (4): 649-661. arXiv : hep-th/0106111 . Iránykód : 2003IJMPD..12..649V . DOI : 10.1142/S0218271803003190 . S2CID 16261173 .
↑ Laurent, Philippe; Titarchuk, Lev. Elektron–pozitron pár létrehozása a fekete lyuk horizontjához közel: Vöröseltolódású megsemmisülési vonal egy fekete lyuk kibontakozó röntgenspektrumában. I. // The Astrophysical Journal. - 2018. - T. 859:89 . - doi : 10.3847/1538-4357/aac090 .
↑ Parikh, M.K. (2000). "Hawking-sugárzás alagútként". Fizikai áttekintő levelek . 85 (24): 5042-5045. arXiv : hep-th/9907001 . Iránykód : 2000PhRvL..85.5042P . DOI : 10.1103/PhysRevLett.85.5042 . PMID 11102182 .
↑ Hawking, SW (1974). "Fekete lyuk robbanások?". természet . 248 (5443): 30-31. Bibcode : 1974Natur.248...30H . DOI : 10.1038/248030a0 .
↑ Halzen, F. (2002). „Nagy energiájú neutrínócsillagászat: a kozmikus sugárzás kapcsolata”. Jelentések a fizika fejlődéséről . 66 (7): 1025-1078. arXiv : astro-ph/0204527 . Irodai kód : 2002RPPh...65.1025H . DOI : 10.1088/0034-4885/65/7/201 .
↑ Ziegler, JF (1998). A földi kozmikus sugárzás intenzitása. IBM Journal of Research and Development . 42 (1): 117-139. Bibcode : 1998IBMJ...42..117Z . DOI : 10.1147/rd.421.0117 .
↑ Sutton . Müonok, pionok és más furcsa részecskék , New Scientist (1990. augusztus 4.). Letöltve: 2008. augusztus 28.
↑ (2008. július 24.). A tudósok megfejtik a 30 éves aurora borealis rejtélyét . Sajtóközlemény .
↑ Gurnett, D. A. (1976). "A III-as típusú rádiókitörésekkel kapcsolatos elektronplazma oszcillációk". tudomány . 194 (4270): 1159-1162. Bibcode : 1976Sci...194.1159G . DOI : 10.1126/tudomány.194.4270.1159 . PMID 17790910 .
↑ Márton. Atomspektroszkópia: Alapötletek, jelölések, adatok és képletek gyűjteménye . Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet . Letöltve: 2007. január 8. (határozatlan)
↑ Fowles, G. R. Bevezetés a modern optikába . – Courier Dover , 1989. – P. 227–233. — ISBN 978-0-486-65957-2 .
↑ Grupen, C. (2000). "A részecskedetektálás fizikája". AIP konferencia anyaga . 536 , 3-34. arXiv : fizika/9906063 . Bibcode : 2000AIPC..536....3G . DOI : 10.1063/1.1361756 .
↑ A fizikai Nobel-díj 1989 . A Nobel Alapítvány . Letöltve: 2008. szeptember 24. (határozatlan)
↑ Ekstrom, P. (1980). „Az izolált elektron” (PDF) . Tudományos amerikai . 243 (2): 91-101. Irodai kód : 1980SciAm.243b.104E . DOI : 10.1038/scientificamerican0880-104 . Letöltve: 2008-09-24 .
↑ Mauritsson. Az Electront először forgatták le . Lundi Egyetem . Letöltve: 2008. szeptember 17. Az eredetiből archiválva : 2009. március 25.. (határozatlan)
↑ Mauritsson, J. (2008). „Koherens elektronszórás, amelyet attoszekundumos kvantum-stroboszkóp rögzített”. Fizikai áttekintő levelek . 100 (7). arXiv : 0708.1060 . Irodai kód : 2008PhRvL.100g3003M . DOI : 10.1103/PhysRevLett.100.073003 . PMID 18352546 .
↑ Damascelli, A. (2004). „A komplex rendszerek elektronikus szerkezetének vizsgálata az ARPES által”. Physica Scripta . T109 : 61-74. arXiv : cond-mat/0307085 . Bibcode : 2004PhST..109...61D . DOI : 10.1238/Physica.Topical.109a00061 .
↑ Kép#L-1975-02972 . NASA (1975. április 4.). Letöltve: 2008. szeptember 20. Az eredetiből archiválva : 2008. december 7.. (határozatlan)
↑ Elmer. Az elektronsugaras hegesztés művészetének szabványosítása . Lawrence Livermore National Laboratory (2008. március 3.). Letöltve: 2008. október 16. Az eredetiből archiválva : 2008. szeptember 20.. (határozatlan)
↑ Schultz, H. Elektronsugaras hegesztés . - Woodhead Kiadó , 1993. - P. 2-3. - ISBN 978-1-85573-050-2 .
↑ Benedict, G. F. Nem hagyományos gyártási folyamatok . - CRC Press , 1987. - Vol. 19. - P. 273. - ISBN 978-0-8247-7352-6 .
↑ Ozdemir, FS (1979. június 25–27.). Elektronsugaras litográfia . A 16. Design automatizálási konferencia anyaga. San Diego, CA: IEEE Press . pp. 383-391 . Letöltve: 2008. október 16 .
↑ Madou, MJ A mikrogyártás alapjai: a miniatürizálás tudománya . — 2. - CRC Press, 2002. - P. 53-54. - ISBN 978-0-8493-0826-0 .
↑ Jongen, Y.; Herer, A. (1996. május 2–5.). [nincs hivatkozva cím] . APS/AAPT közös találkozó. Elektronsugaras szkennelés ipari alkalmazásokban. Amerikai Fizikai Társaság . Bibcode : 1996APS..MAY.H9902J .
↑ Mobus, G. (2010). „Alkáli-boroszilikát üvegek nanoméretű kvázi olvasztása elektronsugárzás hatására”. Nukleáris anyagok folyóirata . 396 (2-3): 264-271. Bibcode : 2010JNuM..396..264M . DOI : 10.1016/j.jnucmat.2009.11.020 .
↑ Gasanov, 2007 , p. 78.
↑ Gasanov, 2007 , p. 82.
↑ Gasanov, 2007 , p. 83.
↑ Gasanov, 2007 , p. 150.
↑ Gasanov, I.S. Plasma and Beam Technology. - Baku: Szil, 2007. - S. 51. - 174 p.
↑ Gasanov, 2007 , p. 53.
↑ Gasanov, 2007 , p. 54.
↑ Beddar, AS (2001). „Mobil lineáris gyorsítók intraoperatív sugárterápiához”. AORN folyóirat . 74 (5): 700-705. DOI : 10.1016/S0001-2092(06)61769-9 . PMID 11725448 .
↑ Gazda, MJ A sugárterápia alapelvei (2007. június 1.). Letöltve: 2013. október 31. (határozatlan)
↑ Szokolov, A. A.; Ternov, I. M. A polarizációról és a spin-hatásokról a szinkrotronsugárzás elméletében // A Szovjetunió Tudományos Akadémiájának jelentései : folyóirat. - 1963. - T. 153 . - S. 1053 . (Orosz)
↑ Chao, A.W. A gyorsítófizika és mérnöki kézikönyv . - World Scientific , 1999. - P. 155, 188. - ISBN 978-981-02-3500-0 .
↑ Oura, K. Surface Science: An Introduction . — Springer Science+Business Media , 2003. — P. 1–45 . — ISBN 978-3-540-00545-2 .
↑ Ichimiya, A. Reflexió Nagy energiájú elektrondiffrakció / A. Ichimiya, P.I. Cohen. - Cambridge University Press, 2004. - P. 1. - ISBN 978-0-521-45373-8 .
↑ Heppell, T. A. (1967). "Kombinált alacsony energiájú és reflexiós nagy energiájú elektrondiffrakciós berendezés." Journal of Scientific Instruments . 44 (9): 686-688. Bibcode : 1967JScI...44..686H . DOI : 10.1088/0950-7671/44/9/311 .
↑ McMullan, D. Pásztázó elektronmikroszkópia: 1928–1965 . Cambridge-i Egyetem (1993). Letöltve: 2009. március 23. (határozatlan)
↑ Slayter, H.S. Fény- és elektronmikroszkópia . - Cambridge University Press, 1992. - P. 1. - ISBN 978-0-521-33948-3 .
↑ Cember, H. Bevezetés az egészségfizikába . - McGraw-Hill Professional , 1996. - P. 42-43. - ISBN 978-0-07-105461-4 .
↑ Erni, R.; et al. (2009). „Atomfelbontású képalkotás 50 pm alatti elektronszondával” . Fizikai áttekintő levelek . 102 (9): 096101. Iránykód : 2009PhRvL.102i6101E . DOI : 10.1103/PhysRevLett.102.096101 . PMID 19392535 .
↑ Shiloh, Roy; et al. Szférikus aberráció korrekciója pásztázó transzmissziós elektronmikroszkópban faragott vékony film segítségével // Ultramicr. - 2018. - T. 189 . - S. 46-53 . - doi : 10.1016/j.ultramic.2018.03.016 .
↑ Kishkovsky, A. N.; Tyutin, L. A. Orvosi röntgentechnika. - L .: Orvostudomány, Leningrád. osztály, 1983.
↑ Bozzola, JJ Electron Microscopy: Principles and Techniques for Biologists / JJ Bozzola, LD Russell. - Jones & Bartlett Publishers , 1999. - P. 12, 197-199. - ISBN 978-0-7637-0192-5 .
↑ Flegler, S. L. Pásztázó és transzmissziós elektronmikroszkópia: Bevezetés / S. L. Flegler, JW Heckman Jr., KL Klomparens. — Reprint. - Oxford University Press, 1995. - P. 43-45. — ISBN 978-0-19-510751-7 .
↑ Bozzola, JJ Electron Microscopy: Principles and Techniques for Biologists / JJ Bozzola, LD Russell. — 2. - Jones & Bartlett Publishers , 1999. - P. 9. - ISBN 978-0-7637-0192-5 .
↑ Freund, HP A szabadelektronos lézerek alapelvei / HP Freund, T. Antonsen. - Springer , 1996. - P. 1–30. - ISBN 978-0-412-72540-1 .
↑ Kitzmiller, JW Television Picture Tubes és egyéb katódsugárcsövek: Ipari és kereskedelmi összefoglaló. - Diane Kiadó, 1995. - P. 3-5. - ISBN 978-0-7881-2100-5 .
↑ Sclater, N. Electronic Technology Handbook. - McGraw-Hill Professional , 1999. - P. 227-228. - ISBN 978-0-07-058048-0 .
↑ Az integrált áramkör története . A Nobel Alapítvány (2008). Letöltve: 2008. október 18. (határozatlan)

Orosz nyelvű irodalom

Bronstein MP Atomok és elektronok. — M.: Nauka . - 1980. - 152 p., Quantum Library , sz. 1. Lőtér. 150 000 példányban
Dmitriev I.S. Elektron egy kémikus szemével / 2. kiadás, Rev. - L. : Chemistry, 1986. - 225 p.
Shirokov Yu. M. , Yudin N. P. Nukleáris fizika. - M. : Nauka, 1972. - 670 p.
Buravihin V. A. , Egorov V. A. Egy elektron életrajza. - M . : Tudás, 1985. - 136 p.
Kitajgorodszkij A. I. Elektronok. — M .: Nauka, 1979. — 206 p.
Szokolov A. A. , Ternov I. M. Relativisztikus elektron. — M .: Nauka, 1974. — 391 p.

Linkek

Az elektron összes ismert tulajdonságát rendszerezi a Particle Data Group [1] áttekintése .
Az elektron felfedezése . Amerikai Fizikai Intézet . (határozatlan)
Részecske adatcsoport . Kaliforniai Egyetem. (határozatlan)
Bock, RK A részecskedetektor rövid könyv / RK Bock, A. Vasilescu. — 14-én. - Springer, 1998. - ISBN 978-3-540-64120-9 .
Copeland, Ed Spherical Electron . Hatvan szimbólum . Brady Haran a Nottinghami Egyetemről . (határozatlan)

Szótárak és enciklopédiák

Bibliográfiai katalógusokban
BNF : 13319069f GND : 4125978-6 J9U : 987007540957605171 LCCN : sh85042423 NDL : 00561425 NKC : ph137952

kvantumelektrodinamika
Elektron Pozitron Foton Rendellenes mágneses momentum Kázmér-effektus Bárány műszak Scharnhorst hatás pozitrónium

Részecskék a fizikában

alapvető
részecskék

Fermions

Kvarkok	u d s c b t
Leptonok	e -_ e + μ − • μ + τ − • τ + Neutrino ν e • ν e ν μ • ν μ ν τ • ν τ

Bozonok

Nyomtáv	γ g W ± •Z 0
Skalár	Higgs-bozon

Kompozit
részecskék

hadronok

Baryonok ( Hyperonok )	Nukleonok p p n n Δ Λ Σ Ξ Ω Pentakvarkok
Mezonok ( Quarkonia )	π η • η′ p ω φ J/ψ ϒ θ K B D T Tetrakvarkok

Alapvető és (vagy) összetett részecskék vegyületei

Rendes	Atommagok deuteron Triton Helion α atomok ionok Kationok anionok molekulák
Szokatlan	A hipernukleusz fizikában : Λ -hipermagok Hiperhidrogén Hypertriton Σ -hipermagok Egzotikus atomok : mezoatomok Muonic Müonos hidrogén Hadronic pünkösdi rózsa Kaonic Antiproton Σ -hiperonikus Lepton atomok pozitrónium Muonium Dimuónium protonium Pünkösdi rózsa mezomolekula Dipozitrónium

Kvázi részecskék ( kvázirészecskék listája )
Alapvető	magnon Phonon Roton Plazmon primeson Elektron Lyuk Orbiton Fluctuon Phazon Holon és spinon Quasimomonopol
Összetett	Dropleton Felpróbál polariton Polaron Biroton kádár pár exciton Vanier - Motta Frenkel Biexciton Soliton FK-szoliton Szolitonok a plazmában Ion-hang Magnetoakusztikus Langmuir Soliton Davydov
Osztályozások	Fermions Bozonok Anyons Hipotetikus : Plectons