Apa elektron? Ing massa lan daya saka elektron

Elektron - partikel dhasar, salah siji sing Unit struktural prakara. Miturut klasifikasi iki fermion (partikel karo setengah integral muter, jenenge fisika Enrico Fermi) lan leptons (partikel karo setengah-ongko muter, ora melok interaksi kuwat, salah siji saka papat utama ing fisika). nomer Baryon èlèktron iku nul, uga leptons liyane.

Nganti saiki iku sing yakin yèn èlèktron - lan SD, sing bagéan kang ora struktur partikel, nanging ilmuwan duwe beda dina iki. Apa elektron ing presentation fisika modern?

History of jeneng

Malah ing alam Yunani kuna ngeweruhi sing amber, wis ma karo wulu, nengsemake obyek cilik, IE pameran elektromagnetik. Jeneng èlèktron ditampa saka ἤλεκτρον Yunani, kang tegese "amber". Tembung disaranake George. Stoney ing 1894, senadyan partikel iki ditemokake dening J .. Thompson ing 1897. Iku angel kanggo nemokake sabab iki massa cilik lan daya èlèktron dadi kanggo golek pengalaman nemtokake. Gambar pisanan saka partikel iki Charles Wilson karo kamera khusus, kang digunakake malah ing nyobi modern lan dijenengi ing pakurmatan.

Lan kasunyatan menarik iku salah siji saka preconditions kanggo bukaan saka elektron punika tembungé Benjamin Franklin. Ing 1749 piyambakipun ngembangaken hipotesis sing listrik - a zat materi. Iku kang dienggo padha pisanan dipigunakaké istilah kayata biaya positif lan negatif, discharge kapasitor, baterei lan partikel electrical. Daya tartamtu èlèktron dianggep dadi negatif, lan proton - positif.

Panemon èlèktron

Ing taun 1846, konsep "atom saka listrik" dienggo ing karya-karyanipun, satunggiling fisikawan Jerman Wilhelm Weber. Maykl Faradey ditemokaké tembung "ion", kang saiki, mbok menawa, ngerti kabeh isih ing sekolah. Pitakonan alam listrik melu akeh sarjana ingkang misuwur kadosta fisikawan Jerman lan matématikawan Julius Plucker, Zhan Perren, ing Inggris fisikawan Uilyam Kruks, Ernest Rutherford lan liyane.

Mangkono, sadurunge Dzhozef Tompson kasil rampung jajalan misuwur lan mbuktekaken wontenipun partikel cilik saka atom, ing karya lapangan akeh ilmuwan lan panemuan bakal mokal, padha ora rampung karya kolosal iki.

Ing taun 1906, Dzhozef Tompson pikantuk Penghargaan Nobel. Pengalaman iki minangka nderek: liwat piring logam podo saka lapangan electrical, cathode ray rohé padha liwati. Banjur padha kang wis rampung ing cara sing padha, nanging ing sistem coil kanggo nggawe Magnetik kolom. Thompson ketemu sing nalika medan listrik deflected rohé, lan padha wis diamati karo tumindak Magnetik, Nanging rohé cathode ray alur ora diganti yen padha tumindhak loro lapangan iki ing takeran tartamtu, kang gumantung ing kecepatan partikel.

Sawise petungan Thompson sinau sing kecepatan partikel iki Ngartekno luwih murah tinimbang kecepatan cahya, lan iki temenan sing padha duwe massa. Saka titik fisika wis teka sing pracaya ing partikel mbukak prakara klebu ing atom sing salajengipun dikonfirmasi dening Rutherford. Gusti Yesus nyebut iku "model planet atom."

Paradhoks saka donya kuantum

Pitakonan apa dadi salah cukup elektron rumit, ing paling ing tataran pembangunan ilmu. Sadurunge considering, sampeyan kudu ngontak siji saka paradhoks fisika kuantum sing malah ilmuwan ora bisa nerangake. Iki jajalan loro-irisan misuwur, penjelasan alam dual èlèktron.

sawijining pet iku sadurunge "gun", diperlokaké partikel, nyetel pigura karo opening persegi vertikal. Konco dheweke iku tembok, ing kang bakal diamati ngambah hits. Dadi, sampeyan kudu ngerti carane prakara dumadakan. Cara paling gampang kanggo ndeleng carane miwiti bal tenes mesin. Part of manik tiba menyang bolongan, lan sing ngambah ing asil wall ing ditambahaké ing band vertikal siji. Yen ing kadohan tartamtu kanggo nambah liyane ngambah bolongan padha bakal mbentuk, mungguh, loro band.

Ombak uga nindakake beda ing kahanan kuwi. Yen tembok bakal nuduhake ngambah saka tabrakan karo gelombang, ing cilik saka siji band opening bakal uga siji. Nanging, iku wis ganti ing cilik saka loro slits. Wave ngliwati bolongan, dipérang ing setengah. Yen ndhuwur siji gelombang meets ngisor liyane, padha mbatalake saben liyane, lan pola gangguan (kaping vertikal loreng) bakal katon ing tembok. Selehake ing persimpangan saka ombak bakal ninggalake tandha, lan panggonan kono ana Teknologi quenching, ora.

ditemokaké sange

Kanthi bantuan saka eksprimen ndhuwur, ilmuwan bisa cetha nduduhake kanggo donya prabédan antarane kuantum lan fisika klasik. Nalika padha miwiti diperlokaké elektron wall, biasane ana ing tandha vertikal ing: sawetara partikel mung kaya bal tenes ambruk menyang longkangan, lan sawetara ora. Nanging sing kabeh diganti, nalika ana bolongan liya. Ing tembok dicethakaké ana ing pola gangguan! Fisika First mutusaké sing elektron ngganggu saben liyane lan mutusaké supaya wong siji. Nanging, sawise saperangan jam (kacepetan elektron obah isih luwih murah tinimbang kecepatan cahaya) maneh wiwit nuduhake pola gangguan.

siji sing ora dikarepke

Elektronik, bebarengan karo partikel liya tartamtu kayata foton, pameran sing duality gelombang-partikel (uga migunakake tembung "kuantum-gelombang percikan"). Kaya kucing Schrödinger sing loro urip lan mati, negara èlèktron bisa dadi loro corpuscular lan gelombang.

Nanging, langkah sabanjure ing èkspèrimèn punika wis kui malah luwih misteri: partikel dhasar, kang ketoke ngerti kabeh, presented lan surprise luar biasa. Fisikawan arep nginstal ing bolongan scoping piranti kanggo ngunci, liwat kang irisan partikel sing, lan carane wong catetan piyambak minangka ombak. Nanging sanalika iki sijine mekanisme ngawasi ing tembok ana mung loro bands cocog kanggo rong bolongan, lan ora pola gangguan! Sanalika minangka "shadowing" resiki, partikel wiwit maneh kanggo nuduhake sifat gelombang kaya dheweke sumurup dheweke wis ora ana nonton.

liyane teori

Fisikawan Born disaranake sing partikel ora nguripake menyang gelombang secara harfiah. Elektron "ngandhut" gelombang saka kemungkinan, sing menehi pola gangguan. partikel iki duwe properti saka superposition, artine bisa ing ngendi wae ing probability tartamtu, lan mulane padha bisa diiringi kuwi "gelombang".

Nanging, asil punika ketok: ngarsane mere pengamat mengaruhi kasil eksperimen punika. Iku misale jek luar biasa, nanging ora mung conto saka sawijining jinis. nyobi Physics padha digawa metu ing bagean gedhe saka ibune, yen obyek babagan iki thinnest aluminium foil. Ilmuwan wis nyatet sing kasunyatan mere saka sawetara pangukuran mengaruhi suhu objek. Umumé iki gejala padha nerangake dereng ing pasukan.

struktur

Nanging apa ngebentuk elektron? Ing jalur iki, ilmu modern ora bisa njawab pitakonan iki. Nganti saiki iki dianggep partikel dhasar bagéan, nanging saiki ilmuwan sing kepekso kanggo pracaya iku dumadi saka struktur malah cilik.

Daya tartamtu èlèktron uga dianggep dhasar, nanging saiki kuark mbukak karo daya cilik. Ana sapérangan téori minangka kanggo apa ngebentuk elektron.

Dina iki kita bisa ndeleng artikel kang nyatakaké ilmuwan padha bisa kanggo dibagi elektron. Nanging, iki mung sebagéyan bener.

nyobi anyar

ilmuwan Soviet bali ing eighties abad pungkasan wis wiwit sing elektron bisa dipérang dadi telung quasiparticles. Ing taun 1996 kasil dibagi dadi spinon lan Holon, lan bubar fisikawan Van den Brink lan tim iki dipérang dadi spinon partikel lan orbiton. Nanging, pisah bisa entuk mung ing kahanan khusus. Ing eksprimen bisa digawa metu ing kahanan saka Suhu banget kurang.

Nalika elektron sing "kelangan" kanggo nul Absolute, kang kira -275 derajat Celsius, meh padha mungkasi lan wangun antarane wong-wong mau jenis prakara, yen gabung dadi partikel. Ing kahanan kuwi, lan fisikawan bisa mirsani quasiparticles, kang "iku" elektron.

Alexa pelaku usaha

radius elektron kuwi cilik banget, iku ingatase kanggo ^2,81794. 10 ^-13 cm, nanging dadi metu sing sawijining komponen duwe ukuran luwih cilik. Saben telung bagéan menyang kang ngatur kanggo "dibagi" elektron, kaleksanane informasi bab iku. Orbiton, minangka jeneng gawe katut, ngandhut data ing partikel gelombang orbit. Spinon tanggung jawab kanggo muter èlèktron, lan Holon nyritaaké bab daya. Mangkono, fisika dhewe bisa mirsani negara liyane elektron ing materi banget digawe adhem. Padha ngatur kanggo nglacak pasangan "holon-spinon" lan "spinon-orbiton", nanging ora kabeh telung bebarengan.

teknologi anyar

Fisikawan ingkang manggihaken elektron wis ngenteni sawetara dekade sadurunge nganti panemuan wis Applied ing laku. Saiki teknologi golek nggunakake ing sawetara taun, iku cukup kanggo elinga Graphene - materi sange dumadi saka atom karbon ing lapisan siji. The pisah èlèktron bakal mbiyantu? Ilmuwan prédhiksi sing tumitah komputer kuantum, kacepetan kang, miturut, sawetara puluhan kaping luwih gedhe tinimbang sing saka komputer paling kuat dina.

Apa sing rahasia saka teknologi komputer kuantum? Iki bisa disebut Optimization prasaja. Ing komputer conventional, sisih bagéan minimal informasi - dicokot. Lan yen kita nimbang data karo soko visual, soko kanggo mobil mung rong pilihan. Bit uga ngemot salah siji utawa nul siji, sing bagean kode binar.

cara anyar

Saiki ayo kang mbayangno sing ing dicokot sing lan nul, lan unit - a "dicokot kuantum" utawa "Kotak". Peran variabel prasaja bakal muter muter èlèktron (bisa muter salah siji clockwise utawa counterclockwise). Boten kados dicokot Cube prasaja bisa nindakake sawetara fungsi bebarengan, lan amarga iki nambah bakal kelakon kacepetan, massa elektron ingkang rendah lan daya ora penting kene.

Iki bisa diterangno dening conto labyrinth. Kanggo metu saka iku, sampeyan kudu nyoba kathah pilihan beda saka kang mung siji bakal bener. komputer Traditional malah solves masalah cepet, durung ing siji wektu mung bisa bisa ing masalah siji. Panjenenganipun enumerates kabeh opsi siji ngambakake, lan pungkasanipun ketemu cara metu. Komputer kuantum, thanks menyang kyubita duality bisa ngatasi akeh masalah bebarengan. Panjenenganipun badhe kabeh pilihan ora ing baris, lan ing wayahe siji ing wektu, lan uga ngatasi masalah. kangelan mung ing supaya adoh kanggo njaluk akèh karya ing obyek kuantum - iki bakal basis kanggo generasi anyar komputer.

aplikasi

Paling wong nganggo komputer ing tingkat kluwarga. Kanthi proyek iki banget supaya adoh lan PC conventional, nanging kanggo ngramal prastawa tartamtu ewu, Mungkin atusan ewu variabel, mesin kudu mung gedhe tenan. komputer kuantum kanthi gampang ngrampungake karo iku kayata cuaca prediksi kanggo sasi, ing perawatan saka bilai lan data prediksi, lan uga bakal nindakake itungan matematika Komplek karo macem-macem kemungkinan kanggo bagian sekedhik saka liya, kabeh karo prosesor saka sawetara atom. Dadi bisa, banget rauh komputer kita paling kuat kertas-lancip.

tetep sehat

teknologi komputer kuantum bakal nggawe kontribusi ageng kanggo medicine. Manungsa bakal bisa kanggo nggawe nanomachinery karo potensial kuwat, karo bantuan sing, bakal bisa ora mung kanggo diagnosa penyakit dening mung looking ing awak kabèh saka njero, nanging uga kanggo nyedhiyani care medical tanpa surgery: robot cilik karo "pemikiran" liyane saka komputer bisa nindakake kabeh operasi.

revolusi ono ing lapangan game komputer. mesin kuat sing enggal bisa ngatasi masalah, bakal bisa kanggo muter game karo grafis luar biasa nyata, iku ora adoh wis lan donya komputer karo kecemplung lengkap.