ელექტრონი

ელექტრონი (ძვ. ბერძნ. ἤλεκτρον — „ქარვა“) — უარყოფითად დამუხტული ელემენტარული ნაწილაკი. ელექტრონის ელექტრული მუხტი e = − 1.6 ⋅ 10 − 19 {\displaystyle e=-1.6\cdot 10^{-19}} კ. ყველა დამუხტულ ნაწილაკს შორის ელექტრონი ყველაზე მსუბუქია. მისი მასა m e = 9.1 ⋅ 10 − 31 {\displaystyle m_{e}=9.1\cdot 10^{-31}} კგ, რაც 1836 – ჯერ ნაკლებია პროტონის მასაზე. მისი სპინი 1/2 ℏ {\displaystyle \hbar } , ამიტომ იგი ფერმიონია და ფერმი – დირაკის სტატისტიკას ემორჩილება. ელექტრონის მაგნიტური მომენტი μ e = e ℏ 2 m e c = μ B {\displaystyle {\mu _{e}}={\frac {e\hbar }{2m_{e}c}}={\mu _{B}}} , სადაც μ B {\displaystyle {\mu _{B}}} არის ბორის მაგნეტონი. დღევანდელი წარმოდგენით, ელექტრონი სტაბილური ნაწილაკია. მისი არსებობის ხანგრძლივობა t > 2 × 10 22 წელი. ელექტრონი – პირველი ექსპერიმენტულად დამზერილი ნაწილაკია. იგი 1897 წელს ჯ. ჯ. ტომსონმა აღმოაჩინა. მან დაამტკიცა, რომ გაიშვიათებულ აირებში ელექტრული განმუხტვისას წარმოქმნილი ე. წ. კათოდური სხივები უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების ნაკადს წარმოადგენენ. სახელწოდება „ელექტრონი“ ჯ. სტონის (G. Stoney) ეკუთვნის. ეს სიტყვა ბერძნულად ქარვას აღნიშნავს. ელექტრულ და მაგნიტურ ველებში გადახრის მიხედვით დადგინდა, რომ ელექტრონის კუთრი მუხტი e/m დაახლოებით 1837-ჯერ აღემატება პროტონის კუთრ მუხტს. ელექტრონის ელექტრული მუხტი პირველად 1910 წელს რობერტ მილიკენმა გაზომა. ჩვენს გარშემო არსებული ნივთიერების აგებულებაში უდიდესი წვლილი ელექტრონებს ეკუთვნის, რამეთუ სწორედ ისინი ქმნიან ყველა ქიმიური ელემენტის ელექტრონულ გარსს. ბირთვის ველში ელექტრონების მოძრაობის კვანტური თავისებურებანი ატომთა ელექტრონული გარსების ტიპურ ზომებს განსაზღვრავენ. ეს ზომები დამოკიდებულია ელექტრონის მასაზე და მუხტზე, და ბორის რადიუსის რიგისაა ( ℏ 2 m e e 2 {\displaystyle {\hbar ^{2} \over m_{e}e^{2}}} = 5 × 10−11 მ). ატომურ გარსებში ელექტრონების განთავსება და მათ მიერ ენერგეტიკული დონეების შევსება არსებითად მათი სპინის მნიშვნელობაზეა დამოკიდებული: პაულის პრინციპი ერთსა და იმავე მდგომარეობაში რამდენიმე ელექტრონის ყოფნას გამორიცხავს. ამის გამო ქიმიურ ელემენტთა თვისებები პერიოდულად მეორდება (იხ. ქიმიურ ელემენტთა პერიოდული სისტემა). ელექტრონის სპინთან დაკავშირებულია მყარ სხეულთა ისეთი არატრივიალური თვისებები, როგორიცაა, მაგალითად, ფერომაგნეტიზმი ან ზეგამტარობა. ელექტრონი ლეპტონების კლასს მიეკუთვნება, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის მხოლოდ სუსტ ურთიერთქმედებაში და ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებაში მონაწილეობს. ელექტრონის ურთიერთქმედებას ელექტრომაგნიტურ ველთან კვანტური ელექტროდინამიკა აღწერს. ამ თეორიის ფარგლებში მიღებული დირაკის განტოლებიდან ელექტრონის ანტინაწილაკის – პოზიტრონის არსებობა გამომდინარეობს. კვანტურ ელექტროდინამიკაში იგულისხმება, რომ ელექტრონი წერტილოვანია. ამ დაშვებას არც ერთი ცდა არ ეწინააღმდეგება. ფიზიკურად ეს ნიშნავს, რომ მისი ზომა 10 −18 მ-ზე ნაკლებია. თუ ნაწილაკის ენერგია მასათა ცენტრის სისტემაში (იხ. ათვლის სისტემა) 100 GeV (იხ. ელექტრონვოლტი) არ აღემატება, მაშინ იგი ოთხფერმიონული თეორიით აღიწერება; თუ იმავე სისტემაში ელექტრონის ენერგია აღნიშნულ ზღვარს აჭარბებს, მაშინ ნაწილაკი ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების თეორიით აღიწერება. სუსტი ურთიერთქმედების განხილვის დროს შემოღებულ იქნა დამატებითი სიდიდე – ლეპტონური მუხტი. თანამედროვე ცდას სიზუსტის ფარგლებში ელექტრონული ლეპტონური რიცხვი ინახება. ამ სიდიდის შენახვის მიზეზი უცნობია. ვარაუდობენ, რომ ელექტრონური ლეპტონური რიცხვის შენახვის კანონი არამკაცრია. ვიკისაწყობში არის გვერდი თემაზე: ელექტრონი The Discovery of the Electron. American Institute of Physics, Center for History of Physics. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2008-03-16. ციტირების თარიღი: 2012-12-03. Particle Data Group. University of California. Bock, R.K.; Vasilescu, A. (1998). The Particle Detector BriefBook, 14th, Springer. ISBN 3-540-64120-3.