smcproject/ml-wiki-sentences huggingface dataset:
മെർക്കുറി വാതകമുപയോഗിച്ചുള്ള ഫ്രാങ്ക്-ഹേർട്സ് പരീക്ഷണത്തിന്റെ ഭാഗമായി 2537 ആങ്സ്ട്രോം തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ഫോട്ടോൺ ഉത്സർജ്ജിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്.
നേരത്തെ ഇലക്ട്രോണുകളുമായി കൂട്ടിയിടിച്ചതിന്റെ ഫലമായി ഉയർന്ന ഊർജ്ജാവസ്ഥയിലെത്തിയ മെർക്യുറി ആറ്റങ്ങൾ വികിരണത്തിലൂടെ ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെട്ട് പഴയ അവസ്ഥയിലേക്കുതന്നെ തിരിച്ചുപോവുമ്പോഴാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്.
വിദ്യുത്കാന്തിക വർണ്ണരാജിയുടെ അൾട്രാവയലറ്റ് ഭാഗത്താണ് ഈ തരംഗദൈർഘ്യം.
നഗ്നനേത്രങ്ങളല്ലാതെ പ്രകാശം തിരിച്ചറിയാൻ മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളൊന്നുമില്ലാത്തിനാൽ പരീക്ഷണത്തിനിടയിൽ ഫ്രാങ്കും ഹേർട്സും ഇത് ദർശിച്ചില്ല .
എന്നാൽ പിന്നീട് 1924-ൽ ഹേർട്സ് നടത്തിയ പരിഷ്കൃതമായ പരീക്ഷണത്തിൽ ഈ ഫോട്ടോണിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യമറിയാൻ സാധിച്ചു .
2537 ആങ്സ്ട്രോം തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ഫോട്ടോണിന്റെ ഊർജ്ജം 4.9 ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ടാണെന്നുള്ളത് പരീക്ഷണഫലത്തിന്റെ വിശദീകരണത്തിന് കൂടുതൽ ഉറപ്പ് നൽകുന്നു.
അയണീകരണം
ഉയർന്ന പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസങ്ങളിൽ പരീക്ഷണം നടത്തുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുമായുള്ള ഘട്ടനത്തിന്റെ ഫലമായി മെർക്കുറി ആറ്റം അയണീകൃതമാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.
ഇങ്ങനെ വരുമ്പോൾ സ്വതന്ത്രമാക്കപ്പെടുന്ന ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഇലക്ട്രോൺ വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തിൽ നിന്ന് വീണ്ടും ഊർജ്ജം നേടുകയും ഘട്ടനങ്ങളിലൂടെ കൂടുതൽ മെർക്കുറി ആറ്റങ്ങളെ അയണീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഈ ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ ട്യൂബിലെ മെർക്കുറി വാതകം ചാലകതയുള്ള പ്ലാസ്മയായി മാറുന്നതിലാണ് കലാശിക്കുക.
ഇങ്ങനെ വരുമ്പോൾ ട്യൂബിലെ വാതകം നീലനിറത്തിൽ തിളങ്ങുകയും വൈദ്യുതധാര ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
പ്ലാസ്മ രൂപവത്കരണം നടക്കുന്ന പൊടെൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം ട്യൂബിന്റെ ഘടന, വാതകത്തിന്റെ മർദ്ദം, താപനില മുതലായ ഘടകങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
അയണീകരണം നടന്നുകഴിഞ്ഞാൽ പിന്നെ വോൾട്ടേജ് കുറയ്ക്കാതെ പരീക്ഷണം തുടരാനാകില്ല.
മറ്റ് വാതകങ്ങളിൽ
മെർക്കുറി വാതകത്തിനു പകരം നിയോൺ ഉപയോഗിച്ചാലും ഈ പ്രഭാവം കാണാൻ സാധിക്കും .
4.9 വോൾട്ടിനു പകരം 19 വോൾട്ടിന്റെ ഇടവേളകളിലാണ്‌ നിയോൺ ഉപയോഗിച്ചാൽ വൈദ്യുതധാരയിലെ പൊടുന്നനെയുള്ള കുറവ് കാണാൻ സാധിക്കുക.
ഓരോ അനിലാസ്തികഘട്ടനത്തിലും 18.3-19.5 ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട് ഊർജ്ജം സ്വീകരിക്കുന്ന നിയോൺ ഇലക്ട്രോൺ അതിനുശേഷം 16.57-16.79 ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട് ഊർജ്ജസ്ഥിതിയിലേക്ക് മാറുന്നു.
ഈ മാറ്റം നടക്കുന്നത് ഓറഞ്ച് നിറത്തിലുള്ള ഫോട്ടോൺ ഉത്സർജ്ജിക്കുന്നതു വഴിയാണ്‌.
അതിനാൽ നിയോൺ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഫ്രാങ്ക്-ഹേർട്സ് പരീക്ഷണം നടത്തുന്ന ട്യൂബിൽ ഓറഞ്ച് നിറത്തിലുള്ള ബാൻഡുകൾ കാണപ്പെടുന്നു.
ഹീലിയം , ആർഗൺ , ക്രിപ്റ്റോൺ മുതലായ അലസവാതകങ്ങളും ഈ പരീക്ഷണത്തിന്‌ ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്‌.
ഫ്രാങ്കും ഹേർട്സും തന്നെ ഹീലിയം വാതകമുപയോഗിച്ചുള്ള പരീക്ഷണവും നടത്തിയിരുന്നു.
1925-ലെ നോബൽ സമ്മാനം
ഫ്രാങ്കും ഹേർട്സും 1925-ലെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം പങ്കിട്ടു.
നീൽസ് ബോർ തന്റെ ആറ്റം മാതൃകയുടെ പേരിൽ 1922-ൽ തന്നെ നോബൽ നേടിയിരുന്നു.
ഇലക്ട്രോണുകളും ആറ്റങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ഘട്ടനങ്ങളെ സംബന്ധിക്കുന്ന നിയമങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയതിനാണ് അവർ സമ്മാനിതരായത് .
പുരസ്കാരദാനപ്രസംഗം ഈ പ്രസ്താവനയോടെയാണ് അവസാനിച്ചത് : “ പ്രൊഫസർ ഫ്രാങ്ക്, പ്രൊഫസർ ഹേർട്സ്. നിരവധി പരികൽപനകളുടെ പ്രളയത്തിന് വിധേയമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു വിഷയത്തിൽ തെളിഞ്ഞ ചിന്തയിലൂടെയും കഠിനതകൾ നിറഞ്ഞ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും ഭാവി ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് നിങ്ങൾ ഉറച്ച അടിത്തറ നൽകിയിരിക്കുന്നു. നിങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് നന്ദിസൂചകമായി, അഭ്യുദയകാംക്ഷയോടെ, ഞങ്ങളുടെ രാജാവിൽ നിന്ന് 1925-ലെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം ഏറ്റുവാങ്ങാൻ ഞാൻ അഭ്യർത്ഥിക്കുന്നു. ”
ജൂതനായതിനാൽ പിന്നീട് ഹിറ്റ്ലറുടെ ഭരണകാലത്ത് ജർമ്മനി വിടേണ്ടിവന്ന ഫ്രാങ്ക് ജർമ്മൻകാർ നോബൽ പുരസ്കാരത്തിലെ മെഡൽ കണ്ടുകെട്ടാതിരിക്കാൻ കോപ്പൺഹാഗനിലെ സൈദ്ധാന്തികഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള ബോർ ഇന്സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിൽ സൂക്ഷിക്കാനേൽപിച്ചു.
മറ്റൊരു നോബൽ ജേതാവായ മാക്സ് ലോയും ഇതുതന്നെ ചെയ്തിരുന്നു.
1940 ഏപ്രിലിൽ ജർമ്മൻ സൈന്യം ഡെൻമാർക്ക് കീഴടക്കിയപ്പോൾ മെഡലുകൾ രക്ഷിക്കാൻ ബോർ വഴികളാലോചിച്ചു.
ഒടുവിൽ അവിടെത്തന്നെ ജോലിചെയ്തിരുന്ന രസതന്ത്രനോബൽ ജേതാവായ ജോർജ്ജ് ദി ഹെവെസി മെഡലുകളിലെ സ്വർണം അക്വാ റീജിയയിൽ ലയിപ്പിച്ചാണ് ജർമ്മൻ പട്ടാളത്തിൽ നിന്ന് രക്ഷിച്ചെടുത്തത്.
യുദ്ധാനന്തരം ലായനിയിൽ നിന്ന് സ്വർണ്ണം വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും റോയൽ സ്വീഡിഷ് അക്കാഡമിക്ക് നൽകുകയും ചെയ്തു.
ഇതിൽ നിന്ന് പുനർനിർമ്മിക്കപ്പെട്ട മെഡൽ 1952 ജനുവരി 31 -ന് ചിക്കാഗോ സർവ്വകലാശാലയിലെ ചടങ്ങിൽ വച്ച് ഫ്രാങ്കിന് വീണ്ടും സമ്മാനിച്ചു .
അവലംബം പുറത്തേക്കുള്ള കണ്ണികൾ ഫ്രാങ്ക്-ഹേർട്സ് പരീക്ഷണം : സിമുലേഷൻ Archived 2009-02-10 at the Wayback Machine ഫ്രാങ്ക്-ഹേർട്സ് പരീക്ഷണം : പുതിയ കണ്ടെത്തലുകൾ Archived 2009-01-08 at the Wayback Machine ഫ്രാങ്ക്-ഹേർട്സ് പരീക്ഷണം : ലിങ്കുകളുടെ സമാഹാരം
ഇലക്ട്രോൺ ഇംഗ്ലീഷ് വിലാസം https://ml.wikipedia.org/wiki/Electron
ഋണ(-)ചാർജ്ജുള്ള ഒരു 
ഉപ ആണവകണമാണ്‌ ഇലക്ട്രോൺ ( e − ),( β − ) അഥവാ ഋണകണം .
ആന്തരഘടനയൊന്നുമുള്ളതായി ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ലാത്തതിനാൽ ഇതിനെ മൗലികകണങ്ങളിലൊന്നായി കണക്കാക്കുന്നു.
ഇലക്ട്രോണിന്റെ നിശ്ചലപിണ്ഡം പ്രോട്ടോണിനെ അപേക്ഷിച്ച് 1836-ൽ ഒരു ഭാഗം മാത്രമാണ്‌.
ചക്രണവില പ്ലാങ്ക് സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ (ħ) പകുതിയായതിനാൽ ഇലക്ട്രോൺ ഒരു ഫെർമിയോൺ ആണ്‌.
ഇലക്ട്രോണിന്റെ പ്രതികണമായ പോസിട്രോൺ വിപരീത ചാർജ്ജുള്ളതും മറ്റുതരത്തിൽ സമാനമായതുമായ കണമാണ്‌.
ഇലക്ട്രോണും പോസിട്രോണും തമ്മിൽ ഘട്ടനം നടക്കുകയാണെങ്കിൽ അവ വിസരിതമാവുകയോ കൂടിച്ചേർന്ന് ഗാമ രശ്മികൾ പുറപ്പെടുവിച്ച് ഇല്ലാതാവുകയോ ചെയ്യാം.
ഒന്നാം തലമുറയിലെ ലെപ്റ്റോണുകളായ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഗുരുത്വാകർഷണം , വിദ്യുത്കാന്തികബലം , ദുർബല അണുകേന്ദ്രബലം എന്നിവ വഴി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു .
എല്ലാ ദ്രവ്യത്തെയും പോലെ ഇലക്ട്രോണുകളും ക്വാണ്ടം സ്വഭാവമായ കണികാ-തരംഗ ദ്വൈതസ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.
അതിനാൽ അവയ്ക്കു മറ്റ് കണങ്ങളുമായി ഘട്ടനം നടത്താനും പ്രകാശത്തെപ്പോലെ വിഭംഗനത്തിന്‌ വിധേയമാകാനും സാധിക്കുന്നു.
പിണ്ഡം കുറവായതിനാൽ ഇലക്ട്രോണുകളിൽ ദ്വൈതസ്വഭാവം കൂടുതൽ പ്രകടമാണ്‌.
ഇലക്ട്രോണുകൾ ഫെർമിയോണുകളായതിനാൽ പോളി അപവർജ്ജനനിയമമനുസരിച്ച് രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഒരിക്കലും ഒരേ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയിൽ സ്ഥിതിചെയ്യാനാകില്ല.
ആറ്റങ്ങളുടെ രാസസ്വഭാവം വിശദീകരിക്കാനായി അവിഭാജ്യമായ വൈദ്യുതചാർജ്ജ് എന്ന ആശയം ആദ്യമായി മുന്നോട്ട് വച്ചത് 1838-ൽ ബ്രിട്ടീഷുകാരനായ റിച്ചാർഡ് ലാമിംഗ് ആയിരുന്നു.
ഈ ചാർജ്ജിന്‌ ഐറിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോർജ് ജോൺസ്റ്റോൺ സ്റ്റോണി 1894-ൽ ഇലക്ട്രോൺ എന്ന പേരും നൽകി.
ജെ.ജെ. തോംസന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരുടെ സംഘമാണ്‌ 1897-ൽ ഇലക്ട്രോൺ എന്ന കണികയെ ആദ്യമായി പരീക്ഷണശാലയിൽ തിരിച്ചറിഞ്ഞത്.
വൈദ്യുതി , കാന്തികത , താപചാലനം മുതലായ ഭൗതികപ്രക്രിയകളിൽ ഇലക്ട്രോൺ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
ഒരു നിരീക്ഷകന്‌ ആപേക്ഷികമായി ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോൺ അതിനുചുറ്റും ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുകയും ബാഹ്യകാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ വ്യതിചലിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ത്വരണത്തിന്‌ വിധേയമാകുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഫോട്ടോണുകളുടെ രൂപത്തിൽ ഊർജ്ജം സ്വായത്തമാക്കുകയോ നഷ്ടപ്പെടുത്തുകയോ ചെയ്യാനാകും.
ഇലക്ട്രോണുകളും അണുകേന്ദ്രത്തിനുള്ളിലെ പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും ചേർന്നാണ്‌ ആറ്റങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത്.
ആറ്റങ്ങളുടെ പിണ്ഡത്തിന്റെ 0.06 ശതമാനത്തിൽ താഴെ മാത്രമേ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സംഭാവനയായി വരുകയുള്ളൂ.
ഇലക്ട്രോണും പ്രോട്ടോണും തമ്മിലുള്ള കൂളോം ആകർഷണമാണ്‌ ഇലക്ട്രോണുകളെ ആറ്റങ്ങളിൽ പിടിച്ചുനിർത്തുന്നത്.
ഒന്നിലധികം ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിൽ ഇലക്ട്രോണുകളെ കൈമാറ്റം ചെയ്യുകയോ പങ്കുവയ്ക്കുകയോ ചെയ്യുമ്പോൾ രാസബന്ധനങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു..
നിലവിലെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ള മിക്ക ഇലക്ട്രോണുകളും മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന്റെ ഫലമായി രൂപം കൊണ്ടവയാണ്‌.
ബീറ്റക്ഷയം , ഉന്നതോർജ്ജഘട്ടനങ്ങൾ എന്നിവയും ഇലക്ട്രോണുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിന്‌ കാരണമാകുന്നു.
പോസിട്രോണുകളുമായി ഘട്ടനത്തിലേർപ്പെടുക വഴിയും നക്ഷത്രങ്ങളിലെ ന്യൂക്ലിയോസിന്തെസിസിന്റെ ഫലമായും ഇലക്ട്രോണുകൾ നശിപ്പിക്കപ്പെടാം.
ഇലക്ട്രോണുകളെ വേർതിരിച്ച് നിരീക്ഷിക്കാനും ഇലക്ട്രോൺ പ്ലാസ്മയെ നിരീക്ഷിക്കാനും സാധിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ ഇന്നുണ്ട്.
ബഹിരാകാശത്തുള്ള് ഇലക്ട്രോൺ പ്ലാസ്മകളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാൻ ദൂരദർശിനികൾക്കും സാധിക്കുന്നു .
ഇലക്ട്രോൺ വെൽഡിംഗ്, കാതോഡ് റേ ട്യൂബുകൾ, ഇലക്ട്രോൺ സൂക്ഷ്മദർശിനികൾ, റേഡിയേഷൻ തെറാപ്പി മുതലായ അനേകം രംഗങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് വ്യാവസായിക ഉപയോഗമുണ്ട്.
ആംബർ കമ്പിളിയുമായി ഉരസുകയാണെങ്കിൽ അതിന്‌ ചെറിയ വസ്തുക്കളെ ആകർഷിക്കാനുള്ള കഴിവ് ലഭിക്കുമെന്ന് ഗ്രീക്കുകാർ മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നു.
ഇടിമിന്നലിനെ ഒഴിച്ചുനിർത്തിയാൽ വൈദ്യുതിയുമായി മനുഷ്യൻ ആദ്യമായി ബന്ധപ്പെടുന്നത് ഇങ്ങനെയായിരുന്നു.
ഉരസുന്നതിന്റെ ഫലമായി ചെറിയ വസ്തുക്കളെ ആകർഷിക്കാനുള്ള ഈ കഴിവിനെ 1600-ൽ പുറത്തിറങ്ങിയ ഡി മാഗ്നെറ്റെ എന്ന ഗ്രന്ഥത്തിൽ ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം ഗിൽബർട്ട് ഇലക്ട്രിക്കസ്സ് ( electricus ) എന്ന് വിളിച്ചു.
ഇലക്ട്രിക് , ഇലക്ട്രിസിറ്റി എന്നീ പദങ്ങൾ ലാറ്റിനിലെ ഇലക്ട്രം ( ēlectrum ) എന്ന പദത്തിൽ നിന്ന് രൂപം കൊണ്ടവയാണ്‌.
ആംബറിന്റെ ഗ്രീക്ക് നാമമായ ഇലക്ട്രോൺ ( ήλεκτρον ) ആണ്‌ ഈ പദത്തിന്റെ മൂലം.
ദ്രവ്യത്തിന്റെ കാമ്പും ഇതിനുചുറ്റും യൂണിറ്റ് വൈദ്യുതചാർജ്ജുള്ള ഉപാണവകണങ്ങളും ചേർന്നുണ്ടാകുന്നതാണ്‌ ആറ്റം എന്ന് റിച്ചാർഡ് ലാമിംഗ് 1838-നും 1851-നും ഇടയിൽ പരികല്പന നടത്തി.
ധന, ഋണ ചാർജ്ജുകളുള്ള ദ്രാവകങ്ങളുടെ പ്രവാഹമാണ്‌ വൈദ്യുതി എന്നും അവയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം ദൂരത്തിന്റെ വർഗ്ഗത്തിന്‌ ആനുപാതികമായി ക്ഷയിക്കുന്നു എന്നും ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം വെബർ സിദ്ധാന്തിച്ചു.
വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തെക്കുറിച്ച് പഠിച്ച ജോർജ് ജോൺസ്റ്റോൺ സ്റ്റോണി വാലൻസി 1 ആയുള്ള അയോണുകളുടെ ചാർജ്ജിന്‌ തുല്യമായ ചാർജ്ജാണ്‌ വൈദ്യുതിയുടെ നിശ്ചിതമായ അളവ് എന്ന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു.
ഫാരഡേയുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണനിയമങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഈ വില കണ്ടെത്താനും അദ്ദേഹത്തിനായി.
എന്നാൽ ഈ ചാർജ്ജുകൾ ആറ്റങ്ങളുമായി പറിച്ചുമാറ്റാനാകാത്തവിധം ബന്ധപ്പെട്ടവയാണെന്നായിരുന്നു അദ്ദേഹം കരുതിയിരുന്നത്.
ധനചാർജ്ജുകളും ഋണചാർജ്ജുകളും മൗലികഭാഗങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമാണെന്നും ഇവ വൈദ്യുതിയുടെ ആറ്റങ്ങളുടെ സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു വെന്നും ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹെർമൻ ഫോൺ ഹെൽമ്‌ഹോൾട്സ് പറഞ്ഞു.
1894-ൽ സ്റ്റോണിയാണ്‌ ഈ മൗലികചാർജ്ജുകൾക്ക് ഇലക്ട്രോൺ എന്ന പേരു നൽകിയത്.
ഇംഗ്ലീഷ് പദമായ electron എന്നത് electric എന്ന പദവും - on എന്ന പരപ്രത്യയവും ചേർന്നതാണ്‌.
ഈ പരപ്രത്യയം ഇപ്പോൾ എല്ലാ ഉപാണവകണങ്ങൾക്ക് പേരിടുമ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കണ്ടുപിടിത്തം കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ വൃത്താകാരപാതയിൽ ചലിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ
ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജൊഹാൻ വിൽഹെൽമ്‌ ഹിറ്റോർഫ് സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ വാതകങ്ങളിലെ വൈദ്യുതചാലകതയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാനിറങ്ങിപ്പുറപ്പെട്ടു.
1869-ൽ കാതോഡിൽ നിന്നും ഒരു തിളക്കം പുറത്തുവരുന്നതായി അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി.
വാതകത്തിന്റെ മർദ്ദം കുറച്ചുകൊണ്ടുവരുന്നതോടെ ഇതിന്റെ തീവ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതായാണ്‌ അദ്ദേഹത്തിന്‌ കാണാൻ സാധിക്കുന്നത്.
ഈ തിളക്കത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന രശ്മികൾ നിഴലുകളുണ്ടാക്കുന്നതായി ജർമ്മൻകാരൻ തന്നെയായ ഓയ്ഗൻ ഗോൾഡ്സ്റ്റൈൻ 1876-ൽ നിരീക്ഷിച്ചു.
ഇവയ്ക്ക് അദ്ദേഹം കാതോഡ് രശ്മികൾ എന്ന പേര്‌ നൽകി.
1870-കളിൽ ഇംഗ്ലീഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനും ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനുമായ സർ വില്യം ക്രുക്സ് ഉയർന്ന ശൂന്യതയുള്ള ആദ്യത്തെ കാതോഡ് റേ ട്യൂബ് നിർമ്മിച്ചു.
ഇതുപയോഗിച്ച്, കാതോഡ് രശ്മികൾ ആനോഡിലേക്ക് സഞ്ചരിക്കുന്നുവെന്നും ഊർജ്ജം കൊണ്ടുപോകുന്നുവെന്നും അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി.
കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ രശ്മികൾ വളയുന്നുവെന്നും അതിനാൽ അവ ഋണചാർജ്ജുള്ളവയായിരിക്കണമെന്നും അദ്ദേഹം മനസ്സിലാക്കി.
റേഡിയന്റ് ദ്രവ്യം എന്ന് പേരിട്ട പ്രതിഭാസമുപയോഗിച്ച് ഈ നീരിക്ഷണങ്ങൾക്കെല്ലാം ഒരു വിശദീകരണം അദ്ദേഹം മുന്നോട്ടുവച്ചു.
ഋണചാർജ്ജുള്ളതും കാതോഡിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന വേഗത്തിൽ ഉത്സർജ്ജിക്കപ്പെടുന്നതുമായ തന്മാത്രകളടങ്ങിയ ദ്രവ്യത്തിന്റെ നാലാമത്തെ ഒരവസ്ഥയായിരുന്നു റേഡിയന്റ് ദ്രവ്യം .
ജർമ്മനിയിൽ ജനിച്ച ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ആർതർ ഷൂസ്റ്റർ ക്രൂക്സ് നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളെ മുന്നോട്ടുകൊണ്ടുപോയി.
കാതോഡ് രശ്മികൾക്ക് സമാന്തരമായി ലോഹപ്ലേറ്റുകൾ വയ്ക്കുകയും അവയ്ക്കിടയിൽ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം സൃഷ്ടിച്ച് പരീക്ഷണം നടത്തുകയും ചെയ്തു.
വൈദ്യുതക്ഷേത്രം ഇലക്ട്രോണുകളെ ധനചാർജ്ജുള്ള പ്ലേറ്റിലേക്ക് കൊണ്ടുചെന്നു.
രശ്മികൾ ഋണചാർജ്ജുള്ളവയാനെന്നതിന്‌ ഇത് കൂടുതൽ തെളിവ് നൽകി.
വൈദ്യുതിയും രശ്മികളുടെ വളവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധമുപയോഗിച്ച് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വൈദ്യുതചാർജ്ജും പിണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള അംശബന്ധവും അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി.
എന്നാൽ അന്ന് പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നതിനെക്കാൽ ആയിരം മടങ്ങ് വലുതായിരുന്നു അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തിയ ഈ വില എന്നതിനാൽ ആരും ഈ കണ്ടെത്തലിനെ കാര്യമായെടുത്തില്ല.
1896-ൽ ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ.ജെ. തോംസണും സഹപ്രവർത്തകരായ ജോൺ ടൗൺസെൻഡ്, ഹാരോൾഡ് വിൽസൺ എന്നിവരും ചേർന്ന് കാതോഡ് രശ്മികൾ മുമ്പ് കരുതിയിരുന്നപോലെ തരംഗങ്ങളോ ആറ്റങ്ങളോ തന്മാത്രകളോ അല്ലെന്നും യഥാർത്ഥത്തിൽ കണികകളാണെന്നും തെളിയിക്കുന്ന പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി.
കോർപസിലുകൾ എന്ന് അദ്ദേഹം പേരിട്ട ഈ കണികകൾക്ക് ഏറ്റവും ഭാരം കുറഞ്ഞ മൂലകമായ ഹൈഡ്രജന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെ ആയിരത്തിലൊരു ഭാഗമേ ഉണ്ടാകൂ എന്ന് അദ്ദേഹം കണക്കാക്കി.
ഇവയുടെ വൈദ്യുതചാർജ്ജിനും നല്ല ഒരു ഏകദേശവില കാണാൻ അദ്ദേഹത്തിനായി.
കണങ്ങളുടെ ചാർജ്ജും പിണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള അംശബന്ധം കാതോഡിൽ ഏത് വസ്തുവാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്നതിനെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല എന്ന സുപ്രധാന നിരീക്ഷണം നടത്തിയത് തോംസണാണ്‌.
റേഡിയോആക്റ്റീവ് വസ്തുക്കൾ, ചൂടാക്കപ്പെട്ട വസ്തുക്കൾ, പ്രകാശിതമായ വസ്തുക്കൾ എന്നിവ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഋണചാർജ്ജുള്ള കണികകൾ ഒന്നുതന്നെയാണെന്നും അദ്ദേഹം സ്ഥാപിച്ചു.
ഈ കണികകൾക്ക് ഇലക്ട്രോൺ എന്ന പേരിട്ടത് ഐറിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോർജ് ഫിറ്റ്സ്ജെറാൾഡായിരുന്നു.
ഈ പേര്‌ വളരെപ്പെട്ടെന്ന് പ്രചാരം നേടി.
സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ ഫ്ലൂറസൻസ് കാണിക്കുന്ന ഖനിജങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയായിരുന്ന ഹെൻറി ബെക്വറൽ ബാഹ്യ ഊർജ്ജസ്രോതസ്സുകളൊന്നുമില്ലാതെതന്നെ അവ വികിരണം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നുവെന്ന് 1896-ൽ കണ്ടെത്തി.
ന്യൂസീലാൻഡുകാരനായ ഏണസ്റ്റ് റൂഥർഫോർഡ് ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇതിനെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ പഠിക്കാനാരംഭിച്ചു.
ഇവ കണികകളെ പുറത്തുവിടുന്നുവെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി.
ദ്രവ്യത്തിൽ തുളച്ചുകയറാനുള്ള കഴിവനുസരിച്ച് അവയെ ആൽഫ കണം , ബീറ്റ കണം എന്നിങ്ങനെ അദ്ദേഹം തരം തിരിച്ചു.
റേഡിയം പുറത്തുവിടുന്ന ബീറ്റ കണങ്ങളെ വളയ്ക്കാൻ വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തിന്‌ സാധിക്കുമെന്നും അവയുടെ ചാർജ്ജ്-പിണ്ഡ അനുപാതം കാതോഡ് രശ്മികളുടേതിന്‌ തുല്യമാണെന്നും 1900-ൽ ബെക്വറൽ കണ്ടെത്തി.
ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റങ്ങളുടെ ഭാഗമാണെന്ന വിശ്വാസം ഇത് ശക്തമാക്കി.
അമേരിക്കൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ റോബർട്ട് മില്ലിക്കൻ ഓയിൽ ഡ്രോപ് പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാർജ്ജിന്റെ കൃത്യമായ വില 1909-ൽ കണ്ടെത്തി.
പരീക്ഷണഫലങ്ങൾ 1911-ലാണ്‌ അദ്ദേഹം പുറത്തുവിട്ടത്.
ചാർജ്ജുള്ള ഒരു തുള്ളി എണ്ണ ഗുരുത്വാകർഷണഫലമായി വീഴുന്നത് വൈദ്യുതക്ഷേത്രമുപയോഗിച്ച് തടഞ്ഞുനിർത്തിയാണ്‌ ഈ പരീക്ഷണം നടത്തിയത്.
1 മുതൽ 150 വരെ അയോണുകളുടെ വൈദ്യുതചാർജ്ജ് 0.3 ശതമാനത്തിൽ താഴെ പിഴവോടെ കണ്ടെത്താൻ അദ്ദേഹത്തിന്റെ പരീക്ഷണത്തിന്‌ സാധിക്കുമായിരുന്നു.
1911-ൽ വെള്ളത്തുള്ളികളുപയോഗിച്ച് പരീക്ഷണം ആവർത്തിച്ച അബ്രാം അയോഫെ മില്ലികന്റേതിന്‌ സമാനമായ വിലകൾ കണ്ടെത്തി.
പരീക്ഷണഫലങ്ങൾ അദ്ദേഹം 1913-ലാണ്‌ പുറത്തുവിട്ടത്.
എണ്ണയുടെ ബാഷ്പീകരണനിരക്ക് കുറവായതിനാൽ വെള്ളമുപയോഗിച്ച് നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തെക്കാൾ കൂടുതൽ എളുപ്പവും കൃത്യവും എണ്ണയുപയോഗിച്ച് നടത്തിയതായിരുന്നു.
അതിവേഗത്തിൽ ചലിക്കുന്ന ചാർജ്ജുകൾ ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ സൂപ്പർസാച്യുറേറ്റഡ് ആയ നീരാവിയെ ദ്രാവകരൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റുമെന്ന കണ്ടുപിടിത്തം ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യത്തിൽ നടന്നു.
1911-ൽ ഈ പ്രതിഭാസം ഉപയോഗപ്പെടുത്തി ചാൾസ് വിൽസൺ ക്ലൗഡ് ചേംബർ നിർമ്മിച്ചു.
ഉന്നതവേഗത്തിൽ ചലിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുൾപ്പെടെയുള്ള ചാർജ്ജുള്ള കണികകളുടെ ചിത്രങ്ങളെടുക്കാൻ ഇതുവഴി സാധിച്ചു.
അറ്റോമിക് സിദ്ധാന്തം ബോർ ആറ്റം മാതൃക .
ഇലക്ട്രോണിന്റെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകൾ n എന്ന സംഖ്യവഴി സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
താഴ്ന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്ന ഇലക്ട്രോൺ ഊർജ്ജനിലകളുടെ വ്യത്യാസത്തിന്‌ തുല്യമായ ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോൺ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.
സാന്ദ്രമായ അണുകേന്ദ്രവും ഇതിനുചുറ്റും ഭാരം കുറഞ്ഞ ഇലക്ട്രോണുകളും അടങ്ങിയതാണ്‌ ആറ്റം എന്ന് 1914 ആയപ്പോഴേക്കും ഏണസ്റ്റ് റൂതർഫോർഡ്, ഹെൻറി മോസ്‌ലി , ജെയിംസ് ഫ്രാങ്ക് , ഗുസ്താവ് ഹേർട്സ് എന്നിവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ തെളിഞ്ഞിരുന്നു.
ഇലക്ട്രോണുകൾ നിശ്ചിത അളവ് ഊർജ്ജങ്ങളും കോണീയ സംവേഗങ്ങളുമുള്ള (ക്വാണ്ടൈസ്ഡ്) അവസ്ഥകളിലേ കാണപ്പെടൂ എന്ന് 1913-ൽ ഡാനിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ നീൽസ് ബോർ പരികല്പന നടത്തി.
ഒരു ഊർജ്ജാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറാൻ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് സാധിക്കും.
ഇതോടനുബന്ധിച്ച് ഇലക്ട്രോൺ ഊർജ്ജനിലകളിലെ വ്യത്യാസത്തിന്‌ സമമായ ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോണിനെ വലിച്ചെടുക്കുകയോ പുറത്തുവിടുകയോ ചെയ്യും.
ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രൽ രേഖകളെ ഇതുവഴി കൃത്യമായി വിശദീകരിക്കാൻ ബോറിന്‌ സാധിച്ചു.
എങ്കിലും സ്പെക്ട്രൽ രേഖകളുടെ തീക്ഷ്ണതയിലെ വ്യത്യാസം വിശദീകരിക്കാനും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ആറ്റങ്ങളുടെ വർണ്ണരാജികൾ വിശദീകരിക്കാനും ബോർ മാതൃകയ്ക്ക് സാധിച്ചില്ല.
1916-ൽ ഗിൽബർട്ട് ന്യൂട്ടൺ ലൂയിസ് രാസബന്ധനങ്ങളെ വിശദീകരിച്ചു.
സഹസംയോജകബന്ധനം എന്നത് രണ്ട് ആറ്റങ്ങൾ ഒരു ജോഡി ഇലക്ട്രോണുകളെ പങ്കുവയ്ക്കുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്നതാണെന്നാണ്‌ അദ്ദേഹം പറഞ്ഞത്.
ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികളുടെ രൂപവത്കരണവും രാസബന്ധനങ്ങളും ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെ ഭാഷയുപയോഗിച്ച് പിന്നീട് 1923-ൽ വാൾട്ടർ ഹൈറ്റ്ലർ , ഫ്രിറ്റ്സ് ലണ്ടൺ എന്നിവർ ചേർന്ന് വിശദീകരിച്ചു.
1919-ൽ അമേരിക്കൻ രസതന്ത്രജ്ഞനായ ഇർവിങ് ലാങ്മ്യൂയിർ ല്യൂവിസ് മാതൃക വികസിപ്പിച്ച് ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരേ കേന്ദ്രമുള്ളതും ഒരേ കട്ടിയുള്ളതുമായ ഗോളാകാരഷെല്ലുകളിലാണ്‌ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത് എന്ന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു.
ഷെല്ലുകളെ ഓരോ ജോഡി ഇലക്ട്രോണുകൾ വീതമുള്ള സെല്ലുകളായി അദ്ദേഹം വിഭജിച്ചു.
ഈ മാതൃകയുപയോഗിച്ച് ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും രാസഗുണങ്ങളെ qualitative ആയി അദ്ദേഹത്തിന്‌ വിശദീകരിക്കാനായി.
ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ മൂലകങ്ങൾ ആവർത്തനനിയമമനുസരിക്കുന്നുവെന്ന് അറിയപ്പെട്ടിരുന്നു.
1924-ൽ ഓസ്ട്രിയൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ വുൾഫ്ഗാങ് പൗളി ആറ്റത്തിന്റെ ഷെൽ ഘടന വിശദീകരിക്കുവാൻ സരളമായ ഒരു മാതൃക മുന്നോട്ടുവച്ചു : ഓരോ ക്വാണ്ടം ഊർജ്ജസ്ഥിതിയും നാല് സംഖ്യകളുപയോഗിച്ച് നിർവചിക്കുക.
ഒരു ക്വാണ്ടം ഊർജ്ജസ്ഥിതിയിലും ഒന്നിലധികം ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകരുത്.
(ഒന്നിലധികം ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരേ ക്വാണ്ടം സ്ഥിതിയിലുണ്ടാകരുത് എന്ന നിയമം പൗളിയുടെ അപവർജ്ജനനിയമം എന്നറിയപ്പെടുന്നു.) നാലാമത്തെ സംഖ്യയുടെ ഭൗതികപ്രാധാന്യം വിശദീകരിച്ചത് ഡച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരായ അബ്രഹാം ഗൗഡ്സ്മിത്ത് , ജോർജ്ജ് ഊലെൻബെക്ക് എന്നിവരാണ്‌.
ഭ്രമണപഥത്തിലെ കോണീയസംവേഗത്തിനുപുറമെ ആന്തരികമായ ഒരു കോണീയസംവേഗം കൂടി ഇലക്ട്രോണുകൾക്കുണ്ടെന്ന് അവർ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു.
ഈ സവിശേഷത സ്പിൻ എന്നറിയപ്പെടാൻ തുടങ്ങി.
സ്പെക്ട്രൽ രേഖകളെ സൂക്ഷിച്ചുനോക്കിയാൽ അവ പിളർന്നതായിക്കാണുന്ന പ്രതിഭാസത്തിനും സ്പിൻ വഴി വിശദീകരണമായി.
ഇത് ഫൈൻ സ്ട്രക്ചർ സ്പ്ലിറ്റിംഗ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം
1924-ൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ലൂയി ഡി ബ്രോളി ബിരുദാന്തരബിരുദത്തിനായുള്ള Recherches sur la théorie des quanta ( ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ) എന്ന തന്റെ തീസിസിൽ എല്ലാ ദ്രവ്യവും പ്രകാശത്തെപ്പോലെ ദ്വൈതസ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു എന്ന പരികല്പന നടത്തി.
അതായത് ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളും മറ്റ് ദ്രവ്യവും തരംഗസ്വഭാവവും കണികാസ്വഭാവവും കാണിക്കുന്നു.
ഒരു നിശ്ചിതസമയത്ത് ഒരു കണം ഒരു നിശ്ചിതസ്ഥലത്താണുള്ളതെങ്കിൽ അത് കണികാസ്വഭാവത്തിന്‌ ഉദാഹരണമാണ്‌.
സമാന്തരമായ ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന പ്രകാശം വ്യതികരണത്തിന്‌ വിധേയമാകുന്നത് തരംഗസ്വഭാവത്തിന്‌ ഉദാഹരണമാണ്‌.
1927-ൽ  ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒരു ബീമിനെ ജി.പി. തോംസൺ കട്ടികുറഞ്ഞ ലോഹപാളിയിലൂടെയും ക്ലിന്റൺ ഡേവിസൺ, ലെസ്റ്റർ ജെർമർ എന്നിവർ നിക്കൽ പരലിലൂടെയും കടത്തിവിട്ടു.
ഇലക്ട്രോണുകൾ വ്യതികരണത്തിന്‌ വിധേയമാകുന്നതായി ഇരുകൂട്ടർക്കും കാണാനായി.
ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിൽ ഓർബിറ്റലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ആറ്റത്തിനുള്ളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്വഭാവം വിശദീകരിക്കുന്നു.
ഓർബിറ്റൽ എന്നാൽ സംഭാവ്യതയുടെ വിതരണമാണ്‌.
ചിത്രത്തിൽ ഇരുണ്ട ഭാഗം ഇലക്ട്രോണിനെ കണ്ടെത്താൻ കൂടുതൽ സാധ്യതയുള്ളതാണ്‌.
ഡി ബ്രോളി മാതൃകയുടെ വിജയം 1926-ൽ ഇതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഷ്രോഡിങർ സമവാക്യം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാൻ എർവിൻ ഷ്രോഡിങറെ പ്രേരിപ്പിച്ചു.
ഇലക്ട്രോൺ തരംഗങ്ങളുടെ പ്രസരണം വിജയകരമായി വിശദീകരിക്കാൻ ഈ സമവാക്യത്തിന്‌ സാധിച്ചു.
ഷ്രോഡിങർ സമവാക്യം ഒരു സമയത്ത് ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്ഥാനമല്ല നൽകുന്നത്, മറിച്ച് ഓരോ ഭാഗത്തും ഇലക്ട്രോണിനെ കണ്ടെത്താനുള്ള സംഭാവ്യതയാണ്‌ .
പിന്നീട് ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം എന്നറിയപ്പെട്ട ഈ രീതിക്ക് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിനകത്തെ ഇലക്ട്രോണിന്റെ ഊർജ്ജാവസ്ഥകൾക്ക് നല്ല വിശദീകരണം നൽകാൻ സാധിച്ചു.
സ്പിൻ, ഇലക്ട്രോണുകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം എന്നിവ കണക്കിലെടുക്കുകയാണെങ്കിൽ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ആറ്റങ്ങളെയും വിശദീകരിക്കാൻ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിനായി.
പൗളിയുടെ പഠനങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി 1928-ൽ പോൾ ഡിറാക് ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്വഭാവം വിശദീകരിക്കുന്ന ഡിറാക് സമവാക്യം കണ്ടെത്തി.
വിദ്യുത്കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിലെ ഹാമിൽട്ടോണിയൻ പുനരാസൂത്രണത്തിൽ ആപേക്ഷികത , സമമിതി എന്നിവ ചേർത്താണ്‌ ഇത് സാധിച്ചത്.
തന്റെ ആപേക്ഷികസമവാക്യങ്ങളിലെ ചിലെ പ്രശ്നങ്ങളെ മറികടക്കാനായി ശൂന്യതയെ ഋണ ഊർജ്ജമുള്ള കണങ്ങളുടെ അനന്തസാഗരമായി ഡിറാക് സങ്കല്പിച്ചു.
ഈ സങ്കല്പം ഡിറാക് കടൽ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
ഇലക്ട്രോണിന്റെ പ്രതികണമായ പോസിട്രോൺ പരികല്പന ചെയ്യുന്നതിലേക്ക് ഇത് അദ്ദേഹത്തെ നയിച്ചു.
1932-ൽ ഈ കണത്തെ കാൾ ആൻഡേഴ്സൺ കണ്ടെത്തി.
ഇലക്ട്രോണുകളെ നെഗട്രോണുകൾ എന്നും ഇലക്ട്രോണുകളെയും പോസിട്രോണുകളെയും ചേർത്ത് ഇലക്ട്രോണൂകൾ എന്നും വിളിക്കാനായിരുന്നു അദ്ദേഹം ഇഷ്ടപ്പെട്ടത്.
നെഗട്രോൺ എന്ന പദം ഇപ്പോഴും ഉപയോഗത്തിലുണ്ട് - ചുരുക്കി നെഗറ്റോൺ എന്ന രൂപത്തിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു
1947-ൽ വില്ലിസ് ലാംബ് ഗവേഷണവിദ്യാർത്ഥിയായ റോബർട്ട് റെതെർഫോർഡുമൊത്ത് നടത്തിയ പഠനങ്ങളിൽ നിന്ന് ഒരേ ഊർജ്ജമുണ്ടാകേണ്ട ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിലെ ചില ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകൾ ഊർജ്ജത്തിൽ നേരിയ വ്യത്യാസം കാണിക്കുന്നു എന്ന് കണ്ടെത്തി.
ഈ വ്യത്യാസം ലാംബ് ഷിഫ്റ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
ഏതാണ്ട് ഇതേ കാലം പോളികാർപ് കുഷ് , ഹെൻറി എം. ഫോളി എന്നിവർ ചേർന്ന് ഇലക്ട്രോണിന്റെ കാന്തികമൊമന്റ് ഡിറാക് സിദ്ധാന്തം പ്രവചിച്ചതിലും അല്പം കൂടുതലാണെന്ന് കണ്ടെത്തി.
ഈ ചെറിയ വ്യത്യാസങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാനായത് പിന്നീട് സിൻ-ഇടിരോ ടോമൊനാഗ , ജൂലിയൻ ഷ്വിങർ , റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാൻ എന്നിവർ ചേർന്ന് 1940-കളിൽ ക്വാണ്ടം വിദ്യുത്ഗതികം എന്ന ഭൗതികശാസ്ത്രശാഖയ്ക്ക് തുടക്കമിട്ടതിന്‌ ശേഷമാണ്‌.
കണികാത്വരണികൾ
ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യപകുതിയിൽ കണികാത്വരണികൾ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടതോടെ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ ഉപാണവകണങ്ങളുടെ സവിശേഷതകളെപ്പറ്റി കൂടുതൽ മനസ്സിലാക്കാനുള്ള അന്വേഷണമാരംഭിച്ചു.
വൈദ്യുതകാന്തികപ്രേരണമുപയോഗിച്ച് ഇലക്ട്രോണുകളെ ത്വരിതപ്പെടുത്താനുള്ള ശ്രമത്തിൽ ആദ്യമായി വിജയിച്ചത് 1942-ൽ ഡോണാൾഡ് കേഴ്സ്റ്റ് ആയിരുന്നു.
അദ്ദേഹത്തിന്റെ ബീറ്റാട്രോൺ 2.3 MeV വരെ ഊർജ്ജം ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് നൽകാൻ പ്രാപ്തമായിരുന്നു.
പിന്നീട് 300 MeV വരെ ശേഷിയുള്ള ബീറ്റാട്രോണുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു.
ജനറൽ ഇലക്ട്രിക്കിലെ 70 MeV ശേഷിയുള്ള സിങ്ക്രോട്രോണിൽ വച്ച് 1947 സിൻക്രോട്രോൺ വികിരണം കണ്ടെത്തി.
പ്രകാശവേഗത്തോടടുത്ത വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ കാന്തികക്ഷേത്രമുപയോഗിച്ച് ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നത് വഴിയാണ്‌ ഈ വികിരണം പുറത്തുവന്നത്.
ആദ്യത്തെ ഉന്നതോർജ്ജ കണികാഘട്ടകമായ അഡോൺ 1968-ൽ പ്രവർത്തനമാരംഭിച്ചു.
1.5 GeV ആയിരുന്നു ഇതിന്റെ ശേഷി.
ഇലക്ട്രോണുകളെയും പോസിട്രോണുകളെയും വിപരീതദിശകളിൽ നിന്ന് കൊണ്ടുവന്ന് ഘട്ടനം നടത്തുക വഴി അവയുടെ ഘട്ടനോർജ്ജം നിശ്ചലവസ്തുവിൽ ചെന്നിടിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണിന്റെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഇരട്ടിയാക്കാൻ ഈ കണികാത്വരണിക്ക് സാധിച്ചു.
സെർണിലെ ലാർജ് ഇലക്ട്രോൺ-പോസിട്രോൺ കൊളൈഡർ (LEP) 1989-ൽ പ്രവർത്തനമാരംഭിച്ചു.
209 GeV ശേഷിയുണ്ടായിരുന്ന ഈ കണികാത്വരണി അടിസ്ഥാനമാതൃകയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രധാന കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് വഴിയൊരുക്കി.
2000 വരെ ഇത് പ്രവർത്തനനിരതമായിരുന്നു.
സവിശേഷതകൾ തരംതിരിവ് മൗലികകണങ്ങളുടെ പ്രാമാണിക മാതൃക.
താഴെ ഇടതുമൂലയിൽ ഇലക്ട്രോൺ
കണികാഭൗതികത്തിലെ അടിസ്ഥാനമാതൃകയനുസരിച്ച് ലെപ്റ്റോണുകൾ എന്ന വർഗ്ഗത്തിൽ പെടുന്ന ഉപാണവകണങ്ങളാണ്‌ ഇലക്ട്രോണുകൾ.
ലെപ്റ്റോണുകൾ അടിസ്ഥാനകണങ്ങൾ (മൗലികകണങ്ങൾ) ആണെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു.
ചാർജ്ജുള്ള ലെപ്റ്റോണുകളിൽ പിണ്ഡം ഏറ്റവും കുറഞ്ഞവയാണ്‌ ഇലക്ട്രോണുകൾ.
ഇവ അടിസ്ഥാനകണങ്ങളുടെ ഒന്നാം തലമുറയിൽ പെടുന്നു.
രണ്ടും മൂന്നും തലമുറകളിൽ മ്യൂഓൺ , ടൗഓൺ എന്നീ കണങ്ങളാണുള്ളത്.
ഇവയ്ക്ക് ഇലക്ട്രോണിന്റെ അതേ ചാർജ്ജും സ്പിന്നും അടിസ്ഥാനപ്രവർത്തനങ്ങളുമാണ്‌ ഉള്ളതെങ്കിലും ഇവ ഇലക്ട്രോണിനെക്കാൾ പിണ്ഡം വളരെക്കൂടുതലുള്ളവയാണ്‌.
ശക്തപ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്‌ വിധേയരാകുന്നില്ല എന്നതാണ്‌ ലെപ്റ്റോണുകൾക്ക് ദ്രവ്യത്തിന്റെ മറ്റൊരു അടിസ്ഥാനഘടകമായ ക്വാർക്കുകളിൽ നിന്നുള്ള വ്യത്യാസം.
ലെപ്റ്റോണുകളുടെ സ്പിൻ സംഖ്യ ഒറ്റസംഖ്യയുടെ പകുതിയായതിനാൽ ഇവയെല്ലാം ഫെർമിയോണുകളാണ്‌.
ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്പിൻ വില 1 ⁄ 2 ആണ്‌.
അടിസ്ഥാന സ്വഭാവങ്ങൾ
ഇലക്ട്രോണിന്റെ നിശ്ചലപിണ്ഡം 9.109 × 10 −31 കിലോഗ്രാം അഥവാ 5.489 × 10 −4 amu ആണ്‌.
ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ദ്രവ്യമാന-ഊർജ സമവാക്യമനുസരിച്ച് ഇത് 0.511 MeV ഊർജ്ജത്തിന്‌ തുല്യമാണ്‌.
പ്രോട്ടോണിന്റെ ഭാരം ഇലക്ട്രോണിന്റേതിന്‌ 1836 ഇരട്ടിയാണ്‌.
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പ്രായത്തിന്റെ പകുതിക്കാലമെങ്കിലും ഈ വിലയിൽ മാറ്റമൊന്നും വന്നിട്ടില്ലെന്നാണ്‌ ജ്യോതിശാസ്ത്രനിരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത്.
അടിസ്ഥാനമാതൃകയും ഇതാണ്‌ പ്രവചിക്കുന്നത്.
ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് −1.602 × 10 −19 കൂളോം , വൈദ്യുതചാർജ്ജുണ്ട്.
ഈ വില ഉപാണവകണങ്ങളുടെ ചാർജ്ജ് സൂചിപ്പിക്കാനുള്ള ഏകകമായി സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഇതുവരെയുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളെല്ലാം ഇലക്ട്രോണിനും പ്രോട്ടോണിനും ഒരേ പരിമാണവും എന്നാൽ വിപരീതചിഹ്നവുമുള്ള ചാർജ്ജുകളാണെന്നാണ്‌ കാണിക്കുന്നത്.
മൗലികചാർജ്ജിനെ സൂചിപ്പിക്കാൻ e എന്ന ചിഹ്നമുപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ ഇലക്ട്രോണിനെ Error no symbol defined ചിഹ്നമുപയോഗിച്ചാണ്‌ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.
ഇവിടെ - ചിഹ്നം ഋണചാർജ്ജിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ഇലക്ട്രോണിന്റെ അതേ ഗുണങ്ങളും എന്നാൽ വിപരീതചാർജ്ജുമുള്ള പോസിട്രോണിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നതാകട്ടെ Error no symbol defined എന്ന ചിഹ്നമുപയോഗിച്ചുമാണ്‌.
ഇലക്ട്രോണിന്‌ തനതായ കോണീയ സംവേഗം  (സ്പിൻ) 1 ⁄ 2 ഉണ്ട്.
ഇതിനാൽ ഇലക്ട്രോണുകളെ സ്പിൻ- 1 ⁄ 2 കണങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
സ്പിൻ- 1 ⁄ 2 കണങ്ങളുടെ സ്പിനിന്റെ പരിമാണം √ 3 ⁄ 2 ħ ആണ്‌.
എന്നാൽ കോണീയസംവേഗത്തിന്‌ ഏത് അക്ഷത്തിൽ പ്രൊജക്ഷൻ എടുത്താലും വില ± ħ ⁄ 2 ആയേ ലഭിക്കുകയുള്ളൂ.
സ്പിന്നിന്‌ പുറമെ സ്പിൻ അക്ഷത്തിന്‌ സമാന്തരമായ കാന്തികമൊമന്റും ഇലക്ട്രോണീനുണ്ട്.
ഇതിന്റെ വില ഏതാണ്ട് ഒരു ബോർ മാഗ്നെറ്റോൺ ആണ്‌ (1 ബോർ മാഗ്നെറ്റോൺ = 9.274 009 15(23) × 10 −24 ജൂൾ/ടെസ്ല) .
ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്പിൻ, സംവേഗം എന്നിവയുടെ ആപേക്ഷികവിന്യാസം മൗലികകണങ്ങളുടെ മറ്റൊരു സവിശേഷതയായ ഹെലിസിറ്റി നിർവചിക്കുന്നു.
ഇതുവരെ മനസ്സിലാക്കിയതനുസരിച്ച് ഇലക്ട്രോണിന്‌ ആന്തരഘടനയില്ല.
അതിനാൽ ഇലക്ട്രോണിന്റെ പിണ്ഡവും ചാർജ്ജും ഒരു ബിന്ദുവിൽ കേന്ദ്രീകൃതമായി കണക്കാക്കുന്നു.
പെന്നിങ് ട്രാപ്പിലെ ഇലക്ട്രോണിന്റെ നിരീക്ഷണം ഇലക്ട്രോണിന്‌ ആരമുണ്ടെങ്കിൽ അത് 10 −22 മീറ്ററിൽ താഴെയായിരിക്കുമെന്ന് തെളിയിക്കുന്നു.
ഉദാത്ത ഇലക്ട്രോൺ ആരം എന്ന ഒരു ഭൗതികസ്ഥിരാങ്കമുണ്ട്.
ഇതിന്റെ വില 2.8179 × 10 −15 മീ ആണ്‌.
ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം കണക്കിലെടുക്കാതെയുള്ള കണക്കുകൂട്ടലുകളാണ്‌ ഇലക്ട്രോണിന്റെ യഥാർത്ഥ ഘടനയുമായി യാതൊരു ബന്ധവുമില്ലാത്ത ഈ സ്ഥിരാങ്കത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നത്.
പിണ്ഡം കുറഞ്ഞ ഒന്നിലേറെ കണങ്ങളായി താനേ വിഘടിക്കുന്ന മൗലികകണങ്ങളുണ്ട്.
ഇലക്ട്രോൺ, ന്യൂട്രിനോ , ആന്റിന്യൂട്രിനോ എന്നിങ്ങനെ മൂന്നായി വിഘടിക്കുന്ന മ്യൂഓൺ ഇതിനുദാഹരണമാണ്‌.
2.2 × 10 −6 സെക്കന്റ് മാത്രമാണ്‌ ഇതിന്റെ ആയുസ്സ്.
എന്നാൽ സൈദ്ധാന്തികകാരണങ്ങളാൽ ഇലക്ട്രോൺ ഇങ്ങനെ വിഘടിക്കുന്നില്ല എന്നാണ്‌ കരുതുന്നത്.
പിണ്ഡം ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ചാർജ്ജുള്ള കണമാണ്‌ ഇലക്ട്രോൺ എന്നതിനാൽ ഇലക്ട്രോൺ വിഘടനം ചാർജ്ജ് സംരക്ഷണനിയമത്തിന്‌ എതിരാകും.
ഇലക്ട്രോണിന്റെ ശരാശരി ആയുസ്സ് ചുരുങ്ങിയത് 4.6 × 10 26 വർഷമാണെന്നാണ്‌ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്നത്.
ക്വാണ്ടം സ്വഭാവം
മറ്റ് കണങ്ങളെപ്പോലെ ഇലക്ട്രോണുകൾക്കും തരംഗസ്വഭാവം കാണിക്കാനാകും.
ഈ ദ്വൈതസ്വഭാവം ഡബിൾ സ്ലിറ്റ് പരീക്ഷണത്തിൽ പ്രകടമാകുന്നു.
സമാന്തരമായ രണ്ടു സ്ലിറ്റുകളിലൂടെ ഒരേ സമയം കടന്നുപോകാൻ തരംഗസ്വഭാവം മൂലം ഇലക്ട്രോണിന്‌ സാധിക്കുന്നു.
ഉദാത്തഭൗതികത്തിലെ കണങ്ങൾക്ക് ഒരു സമയം ഒരു സ്ലിറ്റിലൂടെയേ കടന്നുപോകാൻ സാധിക്കുമായിരുന്നുള്ളൂ.
ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിൽ ഇലക്ട്രോണിന്റെ തരംഗസ്വഭാവം വിശദീകരിക്കുന്നത് മിശ്രസംഖ്യകളുടെ വിലകൾ സ്വീകരിക്കുന്ന വേവ് ഫങ്ഷനുപയോഗിച്ചാണ്‌.
ψ എന്ന ചിഹ്നം ഇതിനെ സൂചിപ്പിക്കാനുപയോഗിക്കുന്നു.