Mi az elektron? A tömeg és a töltés elektron

Electron - egy elemi részecske, az egyik ilyen, hogy a szerkezeti anyag egységei. Osztályozás szerint egy fermion (részecske félig beépített centrifugálás, elnevezett fizikus Enrico Fermi) és leptonok (részecskék fél-egész centrifugálás, nem vesznek részt az erős kölcsönhatást, az egyik a négy nagy a fizika). Barionszám az elektron nulla, valamint más leptonok.

Mostanáig azt hitték, hogy az elektron - egy elemi, hogy oszthatatlan, amelynek nincs szerkezete egy részecske, de a tudósok egy másik vélemény között. Mi az elektron bemutatása, a modern fizika?

Története a neve

Még az ókori Görögországban természetbúvárok észrevette, hogy a borostyán, előre dörzsölte a prémes vonz apró tárgyakat, azaz mutat elektromágneses tulajdonságokkal. A név az elektron kapott a görög ἤλεκτρον, ami azt jelenti, „sárga”. A kifejezés javasolt George. Stoney 1894, bár a részecske fedezte fel J .. Thompson 1897-ben. Nehéz volt megtalálni az oka ennek a kis tömeg és töltés az elektron vált, hogy megtalálja a meghatározó élmény. Az első képek a részecskék Charles Wilson egy speciális kamera, amelyet még a modern kísérletek és nevezték az ő tiszteletére.

Érdekes tény, hogy az egyik előfeltétele a nyitó egy elektron egy mondás Benjamin Franklin. 1749-ben ő fejlesztette azt a hipotézist, hogy a villamos energia - olyan anyag, anyag. Ez műveiben először használt kifejezések, mint a pozitív és negatív töltések, kondenzátor kisülési, akkumulátor és elektromos részecskéket. A konkrét díjat az elektron tartják, hogy negatív, és a proton - pozitív.

A felfedezés az elektron

1846-ban, a koncepció egy „atom villamos” használták műveiben, német fizikus Wilhelm Weber. Maykl Faradey felfedezte a „ion”, ami most talán tudom még mind az iskolában. A kérdés, hogy a villamos energia természetét részt számos neves tudósok, mint a német fizikus és matematikus Julius Plucker, Zhan Perren, az angol fizikus Uilyam Kruks, Ernest Rutherford és mások.

Így, mielőtt Dzhozef Tompson sikeresen befejezte a híres kísérlet bebizonyította, hogy létezik egy részecske kisebb, mint egy atom, a terepmunka sok tudós és a felfedezés lehetetlen lenne, nem tettek ez a hatalmas munkát.

1906-ban, Dzhozef Tompson Nobel-díjat kapott. Tapasztalat a következő volt: a párhuzamos fémlemezek a villamos mező, katódsugár gerendák vezetünk. Aztán volna ugyanúgy, de egy tekercs rendszert hozzon létre egy mágneses mezőt. Thompson találtuk, hogy ha egy elektromos erőtér gerendák, és ugyanez figyelhető meg mágneses hatással, azonban gerendák katódsugárcső pályája nem változott, ha jártak el mindkét mezőt bizonyos arányban, amelyek függnek a részecskék sebességét.

Miután számítások Thompson megtudta, hogy a sebesség ezen részecskék lényegesen alacsonyabb, mint a fénysebesség, és ez azt jelentette, hogy tömege. Ebből a szempontból a fizika jöttek azt hinni, hogy a nyílt részecskékhez szereplő atomok által is megerősített Rutherford. Ő nevezte „a bolygó atom modell.”

Paradoxonainak kvantum világ

Az a kérdés, hogy mit jelent egy elektron elég bonyolult, legalábbis ebben a fejlődési szakaszban a tudomány. Mielőtt megvizsgálnánk, akkor kapcsolatba kell lépnie az egyik paradoxona kvantumfizika, hogy még a tudósok nem tudják megmagyarázni. Ez a híres két-rés kísérlet, ami megmagyarázza a kettős természete az elektron.

Ennek lényege, hogy mielőtt a „fegyvert”, tüzelési részecskék meghatározott keret függőleges téglalap alakú nyílás. Mögötte a falon, amelyen lesz megfigyelhető nyomai a találatot. Tehát, akkor először meg kell érteni, hogyan viselkedik számít. A legegyszerűbb módja annak, hogy hogyan kell elindítani a gépet teniszlabda. Része gyöngyök esik a lyukba, és a nyomokban a fal eredményez egyszerre hozzáadunk függőleges sáv. Ha egy bizonyos távolságra, hogy egy újabb ugyanazt a furatot nyomait fogja képezni, illetve két sáv.

A hullámok is eltérően viselkednek egy ilyen helyzetben. Ha a fal nyomai ütközés egy hullám, abban az esetben az egyik előzenekar lesz egyben. Azonban a dolgok változnak az esetben a két hasíték. Hullám halad át a lyukakon, kétfelé osztjuk. Ha a tetején egy hullám megfelel az alján egy másik, akkor azok kioltják egymást, és az interferencia mintázat (több függőleges csíkok) jelenik meg a falon. Helyezzük a kereszteződésekben a hullámok nyomot hagy, és azok a helyek, ahol nem volt kölcsönös edzés, nem.

csodálatos felfedezés

Segítségével a fenti kísérletben a tudósok egyértelműen bizonyítják, hogy a világ a különbség kvantum és a klasszikus fizika. Amikor tüzelni kezdtek az elektronokat fal, általában akkor fordul elő a függőleges jel rajta: néhány részecske, mint egy teniszlabda esett a résbe, és néhány nem. De, hogy minden megváltozott, amikor ott volt egy lyuk. A falon feltárta az interferencia mintázat! Először fizika úgy döntött, hogy az elektronok zavarják egymást, és úgy döntött, hogy hagyja őket egyesével. Azonban, miután egy pár órát (sebesség a mozgó elektronok még mindig sokkal alacsonyabb, mint a fény sebessége) ismét kezdett mutatni egy interferencia mintázat.

váratlan fordulat

Elektronikus, valamint bizonyos egyéb részecskék, mint a fotonok, mutat egy hullám-részecske kettősség (is használja a „kvantum-hullám dualizmus”). Mint macska Schrödinger, hogy mind élő és halott, az elektron állam egyszerre korpuszkuláris és hullám.

Azonban a következő lépés ebben a kísérletben generált még több rejtély: egy alapvető részecske, amely úgy tűnt, hogy mindent tudnak, bemutatva egy hihetetlen meglepetés. A fizikusok úgy dönt, hogy telepíti a lyukak felmérő eszköz lezárását, amelyen keresztül rés a részecske van, és hogyan nyilvánul meg a hullámok. De amint azt állították ellenőrző mechanizmust a falon csak két megfelelő sávokat két lyukat, és nem zavaró mintázat! Amint a „árnyék” tisztítani, részecske kezdett újra megmutatni a hullám tulajdonságait mintha tudta volna, hogy ő már senki sem figyel.

Egy másik elmélet

Fizikus születése azt javasolta, hogy a részecske nem kapcsolja be a hullám szó. Elektron „tartalmaz” hullám valószínűsége, hogy ez ad egy interferencia mintázat. Ezek a részecskék a tulajdonsággal rendelkeznek, szuperpozíció, ami azt jelenti, lehet bárhol egy bizonyos valószínűséggel, és ezért kísérheti egy ilyen „hullám”.

Mindazonáltal, az eredmény egyértelmű: a puszta jelenléte a megfigyelő eredményét befolyásoló kísérletet. Hihetetlennek tűnik, de ez nem az egyetlen példa a maga nemében. Fizikai kísérleteket végeztünk egy nagy része az anya, ha az objektum a szegmens volt a legvékonyabb alumínium fólia. A tudósok megállapították, hogy a puszta tény, hogy bizonyos mérések befolyásolja a hőmérséklet az objektum. A természet e jelenségek magyarázzák még nem lépett hatályba.

struktúra

De mit jelent az elektron? Ezen a ponton, a modern tudomány nem tud választ adni erre a kérdésre. Egészen a közelmúltig úgy ítélték meg, oszthatatlan elemi részecskék, de most a tudósok hajlamosak azt hinni, hogy ez áll a még kisebb szerkezetek.

A konkrét felelős az elektron szintén tekinthető alapvető, de most már nyitott kvarkoknak frakcionált töltés. Számos elmélet, hogy mi minősül egy elektron.

Ma azt látjuk, a cikk, amely kimondja, hogy a tudósok képesek voltak osztani az elektron. Ez azonban csak részben igaz.

új kísérletek

Szovjet tudósok a nyolcvanas években a múlt század feltételeztük, hogy az elektron lehet osztani három quasiparticles. 1996-ben sikerült osszuk spinon Hólon és nemrég fizikus Van den Brink és csapata volt osztva részecske spinon és orbiton. Azonban a multitasking nem lehet elérni csak különleges körülmények között. A kísérletet lehet körülmények között hajtjuk végre, különösen alacsony hőmérsékletek.

Amikor az elektronok „cool”, hogy abszolút nulla, ami körülbelül -275 Celsius fok, szinte megáll, és forma között egyfajta anyag, ha egyesülnek egyetlen részecske. Ilyen körülmények között, és a fizikus megfigyelhetjük quasiparticles, amelynek „a” egy elektron.

hordozók információ

Electron sugara nagyon kicsi, ez egyenlő ^2,81794. 10 ^-13 cm, de kiderül, hogy a komponensnek van egy sokkal kisebb méretű. Mind a három rész, amelyre sikerült „szakadék” az elektron, hordozza az információt róla. Orbiton, mint a neve is mutatja, ez adatokat tartalmaz az orbitális hullám részecske. Spinon felelős a spin az elektron, Hólon mesél a díjat. Így a fizika külön megfigyelni a különböző állapotait elektronok egy erősen lehűtött anyagot. Sikerült felkutatni egy pár „holon-spinon” és „spinon-orbiton”, de nem mind a három együtt.

az új technológiák

Fizikus, aki felfedezte az elektront kellett várni néhány évtizeddel korábban, amíg azok felfedezése óta alkalmazzák a gyakorlatban. Manapság technológiák alkalmazhatók a több éves, elég emlékezni grafén - csodálatos anyag, amely a szénatomok egy rétegben. A hasító elektron hasznos lenne? A tudósok azt jósolják, hogy a teremtés egy kvantum számítógép, a sebesség, amely szerintük néhány tíz-szer nagyobb, mint a mai legerősebb számítógépek.

Mi a titka a kvantum számítástechnika? Ezt nevezhetjük egyszerű optimalizálás. A hagyományos számítógép, minimális oszthatatlan része az információ - egy kicsit. És ha figyelembe vesszük az adatokat valami vizuális, valamit az autó csak két lehetőség. Bit tartalmazhatnak egy vagy zérus, amely része egy bináris kódot.

új módszer

Most képzeljük el, hogy egy kicsit tartalmazott, és nulla, és a készülék - a „kvantum bit” vagy „kocka”. A szerepe egyszerű változók fog játszani a spin az elektron (ez lehet forgatni az óramutató járásával megegyezően vagy ellentétesen). Ellentétben az egyszerű kis kocka is végre több funkció egyidejű, valamint amiatt, hogy ez a növekedés fog bekövetkezni sebességű, alacsony elektron tömegét és töltését nem fontos.

Ez azzal magyarázható, hogy a példa a labirintusban. Ahhoz, hogy ki ez, meg kell próbálni egy csomó más lehetőség közül csak az egyik helyes lesz. Hagyományos számítógépen akkor is megoldja a problémákat gyorsan, mégis egyszerre csak dolgozni egyetlen probléma. Ő felsorolja az összes lehetőséget egy bélrendszer, és végül megtalálja a kiutat. A kvantum számítógép, köszönhetően a kettősség kyubita lehet megoldani sok problémát egyszerre. Ő felül fogja vizsgálni az összes választási lehetőség nem on-line, és egy pillanat az időben, és a probléma megoldására. A nehézség csak annyiban az, hogy a sok munka kvantum objektum - ez lesz az alapja az új generációs számítógépes.

kérelem

A legtöbb ember használ számítógépet a háztartások szintjén. Ezzel a kiváló munkát eddig, és a hagyományos PC-k, de megjósolni bizonyos események ezer, talán több százezer változók legyen a készülék egyszerűen óriási. Quantum számítógépet könnyen megbirkózni olyan dolgok, mint az időjárás előrejelzést egy hónapig, a kezelés a katasztrófa és annak előrejelzése adatokat, és az is végre komplex matematikai számítások több változókat egy másodperc töredéke alatt, mind a processzor néhány atom. Így lehetséges, nagyon hamar a legerősebb számítógépek papírvékony.

Maradjunk egészségesek

Quantum számítógépes technológia jelentősen hozzájárul a gyógyszert. Az emberiség képes lesz létrehozni nanomachinery erős potenciállal, ezek segítségével lehetséges lesz nem csak diagnosztizálni betegség ránézve az egész testet belülről, hanem az orvosi ellátás, műtét nélkül: apró robotok „agya” más, mint egy számítógép valamennyi műveletet.

Elkerülhetetlen forradalom terén a számítógépes játékok. Erőteljes gép, amely azonnal megoldani a problémát, képes lesz játszani a hihetetlenül realisztikus grafika, ez nem messze már és számítógépes világban egy ellepje.