Электрон

Elementary particle with negative charge

Электрон (​
е⁻
, или
β⁻
в ядерных реакциях) — субатомная частица с отрицательным единичным элементарным электрическим зарядом . ^[13] Электроны принадлежат к первому поколению семейства лептонных частиц, ^[14] и обычно считаются элементарными частицами , поскольку у них нет известных компонентов или субструктуры. ^[1] Масса электрона составляет приблизительно 1/1836 массы протона . [ ^15] Квантово-механические свойства электрона включают собственный угловой момент ( спин ) полуцелого значения, выраженный в единицах приведенной постоянной Планка , ħ . Будучи фермионами , никакие два электрона не могут занимать одно и то же квантовое состояние , согласно принципу исключения Паули . ^[14] Как и все элементарные частицы, электроны проявляют свойства как частиц, так и волн : они могут сталкиваться с другими частицами и могут дифрагировать, как свет. Волновые свойства электронов легче наблюдать экспериментально, чем свойства других частиц, таких как нейтроны и протоны, поскольку электроны имеют меньшую массу и, следовательно, большую длину волны де Бройля для данной энергии.

Электроны играют важную роль во многих физических явлениях, таких как электричество , магнетизм , химия и теплопроводность ; они также участвуют в гравитационных , электромагнитных и слабых взаимодействиях . ^[16] Поскольку электрон имеет заряд, он имеет окружающее электрическое поле ; если этот электрон движется относительно наблюдателя, наблюдатель будет наблюдать, как он генерирует магнитное поле . Электромагнитные поля, создаваемые другими источниками, будут влиять на движение электрона в соответствии с законом силы Лоренца . Электроны излучают или поглощают энергию в форме фотонов , когда они ускоряются.

Лабораторные приборы способны захватывать отдельные электроны, а также электронную плазму с помощью электромагнитных полей. Специальные телескопы могут обнаруживать электронную плазму в космическом пространстве. Электроны задействованы во многих приложениях, таких как трибология или фрикционная зарядка, электролиз, электрохимия, технологии аккумуляторов, электроника , сварка , электронно-лучевые трубки , фотоэлектричество, фотоэлектрические солнечные панели, электронные микроскопы , лучевая терапия , лазеры , газоионизационные детекторы и ускорители частиц .

Взаимодействия, включающие электроны с другими субатомными частицами, представляют интерес в таких областях, как химия и ядерная физика . Сила Кулона, взаимодействующая между положительными протонами внутри атомных ядер и отрицательными электронами без них, позволяет создать состав из двух известных как атомы . Ионизация или различия в пропорциях отрицательных электронов по сравнению с положительными ядрами изменяют энергию связи атомной системы. Обмен или совместное использование электронов между двумя или более атомами является основной причиной химической связи . ^[17]

В 1838 году британский натурфилософ Ричард Лэминг впервые выдвинул гипотезу о концепции неделимой величины электрического заряда для объяснения химических свойств атомов. ^[3] Ирландский физик Джордж Джонстон Стони назвал этот заряд «электроном» в 1891 году, а Дж. Дж. Томсон и его команда британских физиков идентифицировали его как частицу в 1897 году во время эксперимента с электронно-лучевой трубкой . ^[5]

Электроны участвуют в ядерных реакциях , таких как нуклеосинтез в звездах , где они известны как бета-частицы . Электроны могут быть созданы посредством бета-распада радиоактивных изотопов и при столкновениях высоких энергий, например, когда космические лучи попадают в атмосферу. Античастица электрона называется позитроном ; она идентична электрону, за исключением того, что несет электрический заряд противоположного знака. Когда электрон сталкивается с позитроном , обе частицы могут аннигилировать , производя гамма- фотоны .

История

Открытие эффекта электрической силы

Древние греки заметили, что янтарь притягивает мелкие предметы, если его потереть о мех. Наряду с молнией , это явление является одним из самых ранних зафиксированных случаев взаимодействия человечества с электричеством . ^[18] В своем трактате 1600 года De Magnete английский ученый Уильям Гилберт ввел неолатинский термин electrica для обозначения веществ со свойствами, аналогичными свойствам янтаря, которые притягивают мелкие предметы после трения. ^[19] Оба слова — «электрический» и «электричество» — происходят от латинского слова ēlectrum (также корня сплава с таким же названием ), которое произошло от греческого слова, обозначающего янтарь, ἤλεκτρον ( ēlektron ).

Открытие двух видов зарядов

В начале 1700-х годов французский химик Шарль Франсуа Дюфей обнаружил, что если заряженный золотой лист отталкивается стеклом, натертым шелком, то тот же заряженный золотой лист притягивается янтарем, натертым шерстью. Из этого и других результатов подобных экспериментов Дюфей пришел к выводу, что электричество состоит из двух электрических жидкостей , стекловидной жидкости из стекла, натертого шелком, и смолистой жидкости из янтаря, натертого шерстью. Эти две жидкости могут нейтрализовать друг друга при смешивании. ^{[19] [20]} Американский ученый Эбенезер Киннерсли позже также независимо пришел к такому же выводу. ^{[21] : 118} Десятилетие спустя Бенджамин Франклин предположил, что электричество не состоит из разных типов электрических жидкостей, а из единой электрической жидкости, показывающей избыток (+) или недостаток (−). Он дал им современную номенклатуру зарядов : положительный и отрицательный соответственно. ^[22] Франклин считал, что носитель заряда положительный, но он неправильно определил, какая ситуация была избытком носителя заряда, а какая — дефицитом. ^[23]

Между 1838 и 1851 годами британский натурфилософ Ричард Лэминг разработал идею о том, что атом состоит из ядра материи, окруженного субатомными частицами, имеющими единичные электрические заряды . ^[2] Начиная с 1846 года немецкий физик Вильгельм Эдуард Вебер выдвинул теорию о том, что электричество состоит из положительно и отрицательно заряженных жидкостей, и их взаимодействие регулируется законом обратных квадратов . Изучив явление электролиза в 1874 году, ирландский физик Джордж Джонстон Стоуни предположил, что существует «одно определенное количество электричества», заряд одновалентного иона . Он смог оценить значение этого элементарного заряда e с помощью законов электролиза Фарадея . ^[24] Однако Стоуни считал, что эти заряды были постоянно прикреплены к атомам и не могли быть удалены. В 1881 году немецкий физик Герман фон Гельмгольц утверждал, что как положительные, так и отрицательные заряды делятся на элементарные части, каждая из которых «ведёт себя как атомы электричества» ^{[3] .}

Первоначально термин «электролион» был введен Стони в 1881 году. Десять лет спустя он перешел на «электрон» для описания этих элементарных зарядов, написав в 1894 году: «... была сделана оценка фактического количества этой самой замечательной фундаментальной единицы электричества, для которой я с тех пор рискнул предложить название «электрон ». Предложение 1906 года изменить термин на «электрион» не удалось, поскольку Хендрик Лоренц предпочел оставить «электрон» . ^{[25] [26]} Слово «электрон» представляет собой комбинацию слов «электрик » и «i on» . ^[27] Суффикс -on, который теперь используется для обозначения других субатомных частиц, таких как протон или нейтрон, в свою очередь произошел от слова «электрон». ^{[28] [29]}

Открытие свободных электронов вне материи

Пучок электронов, отклоняемый магнитным полем в круг ^[30]

Изучая электропроводность в разреженных газах в 1859 году, немецкий физик Юлиус Плюккер наблюдал, как излучение, испускаемое катодом, вызывало фосфоресцентный свет, появляющийся на стенке трубки около катода; и область фосфоресцентного света можно было перемещать с помощью приложения магнитного поля. ^[31] В 1869 году ученик Плюккера Иоганн Вильгельм Гитторф обнаружил, что твердое тело, помещенное между катодом и фосфоресценцией, будет отбрасывать тень на фосфоресцирующую область трубки. Гитторф сделал вывод, что из катода исходят прямые лучи, и что фосфоресценция была вызвана лучами, ударяющимися о стенки трубки. Кроме того, он также обнаружил, что эти лучи отклоняются магнитами так же, как линии тока. ^[32]

В 1876 году немецкий физик Ойген Гольдштейн показал, что лучи испускаются перпендикулярно поверхности катода, что позволило провести различие между лучами, испускаемыми катодом, и лучами, испускаемыми лампой накаливания. Гольдштейн назвал эти лучи катодными лучами . ^{[33] [34] : 393} Десятилетия экспериментальных и теоретических исследований катодных лучей сыграли важную роль в окончательном открытии электронов Дж. Дж. Томсоном . ^[3] Гольдштейн также экспериментировал с двойными катодами и выдвинул гипотезу, что один луч может отталкивать другой, хотя он не верил, что в этом могут участвовать какие-либо частицы. ^[35]

В 1870-х годах английский химик и физик сэр Уильям Крукс разработал первую электронно-лучевую трубку с высоким вакуумом внутри. ^[36] Затем в 1874 году он показал, что катодные лучи могут вращать небольшое лопастное колесо, если поместить его на их пути. Поэтому он пришел к выводу, что лучи переносят импульс. Кроме того, применяя магнитное поле, он смог отклонить лучи, тем самым продемонстрировав, что луч ведет себя так, как будто он был отрицательно заряжен. ^[33] В 1879 году он предположил, что эти свойства можно объяснить, рассматривая катодные лучи как состоящие из отрицательно заряженных газообразных молекул в четвертом состоянии вещества, в котором средняя длина свободного пробега частиц настолько велика, что столкновениями можно пренебречь. ^{[34] : 394–395}

В 1883 году еще не известный немецкий физик Генрих Герц попытался доказать, что катодные лучи электрически нейтральны, и получил то, что он интерпретировал как уверенное отсутствие отклонения в электростатическом поле, в отличие от магнитного. Однако, как объяснил Дж. Дж. Томсон в 1897 году, Герц поместил отклоняющие электроды в высокопроводящую область трубки, что привело к сильному экранирующему эффекту вблизи их поверхности. ^[35]

Британский физик немецкого происхождения Артур Шустер расширил эксперименты Крукса, разместив металлические пластины параллельно катодным лучам и приложив электрический потенциал между пластинами. ^[37] Поле отклонило лучи к положительно заряженной пластине, предоставив дополнительные доказательства того, что лучи несли отрицательный заряд. Измерив величину отклонения для заданного электрического и магнитного поля , в 1890 году Шустер смог оценить отношение заряда к массе ^[c] компонентов луча. Однако это дало значение, которое было более чем в тысячу раз больше ожидаемого, поэтому в то время его расчетам мало кто доверял. ^[33] Это связано с тем, что предполагалось, что носителями заряда были гораздо более тяжелые атомы водорода или азота . ^[37] Оценки Шустера впоследствии оказались в значительной степени правильными.

В 1892 году Хендрик Лоренц предположил, что масса этих частиц (электронов) может быть следствием их электрического заряда. ^[38]

Дж. Дж. Томсон

Изучая естественно флуоресцирующие минералы в 1896 году, французский физик Анри Беккерель обнаружил, что они испускают излучение без какого-либо воздействия внешнего источника энергии. Эти радиоактивные материалы стали предметом большого интереса ученых, включая новозеландского физика Эрнеста Резерфорда , который обнаружил, что они испускают частицы. Он обозначил эти частицы как альфа и бета , на основе их способности проникать в вещество. ^[39] В 1900 году Беккерель показал, что бета-лучи, испускаемые радием , могут отклоняться электрическим полем, и что их отношение массы к заряду такое же, как у катодных лучей. ^[40] Это доказательство укрепило мнение о том, что электроны существуют как компоненты атомов. ^{[41] [42]}

В 1897 году британский физик Дж. Дж. Томсон вместе со своими коллегами Джоном С. Таунсендом и Х. А. Уилсоном провели эксперименты, указывающие на то, что катодные лучи действительно являются уникальными частицами, а не волнами, атомами или молекулами, как считалось ранее. ^[5] К 1899 году он показал, что их отношение заряда к массе, e / m , не зависит от материала катода. Он также показал, что отрицательно заряженные частицы, производимые радиоактивными материалами, нагретыми материалами и освещенными материалами, являются универсальными. ^{[5] [43]} Томсон измерил m / e для «корпускул» катодных лучей и сделал хорошие оценки заряда e , что привело к значению массы m , найдя значение в 1400 раз менее массивное, чем у наименее массивного известного иона: водорода. ^{[34] : 364  [5]} В том же году Эмиль Вихерт и Вальтер Кауфманн также вычислили отношение e / m , но не предприняли шага к интерпретации своих результатов как демонстрирующих новую частицу, в то время как Дж. Дж. Томсон впоследствии в 1899 году дал оценки заряда и массы электрона: e  ~ 6,8 × 10 ⁻¹⁰  е.с.у. и м  ~ 3 × 10−26  г ^{[ 44] [45]}

Роберт Милликен

Название «электрон» было принято для этих частиц научным сообществом, в основном благодаря поддержке Г. Ф. Фицджеральда , Дж. Лармора и Х. А. Лоренца . ^{[46] : 273} Термин был первоначально придуман Джорджем Джонстоном Стоуни в 1891 году как предварительное название для основной единицы электрического заряда (которая тогда еще не была открыта). ^{[47] [26]}

Заряд электрона был более тщательно измерен американскими физиками Робертом Милликеном и Харви Флетчером в их эксперименте с каплей масла 1909 года, результаты которого были опубликованы в 1911 году. В этом эксперименте использовалось электрическое поле для предотвращения падения заряженной капли масла под действием силы тяжести. Это устройство могло измерять электрический заряд всего от 1 до 150 ионов с погрешностью менее 0,3%. Сопоставимые эксперименты были проведены ранее командой Томсона ^[5] с использованием облаков заряженных капель воды, полученных электролизом, и в 1911 году Абрамом Иоффе , который независимо получил тот же результат, что и Милликен, используя заряженные микрочастицы металлов, а затем опубликовал свои результаты в 1913 году . ^[48] Однако капли масла были более стабильны, чем капли воды, из-за их более медленной скорости испарения, и, таким образом, больше подходили для точных экспериментов в течение более длительных периодов времени. ^[49]

Примерно в начале двадцатого века было обнаружено, что при определенных условиях быстро движущаяся заряженная частица вызывает конденсацию пересыщенного водяного пара вдоль своего пути. В 1911 году Чарльз Уилсон использовал этот принцип для разработки своей камеры Вильсона , чтобы фотографировать треки заряженных частиц, таких как быстро движущиеся электроны. ^[50]

Атомная теория

Модель атома Бора , показывающая состояния электрона с энергией, квантованной числом n . Электрон, опускающийся на более низкую орбиту, испускает фотон, равный разнице энергий между орбитами

К 1914 году эксперименты физиков Эрнеста Резерфорда , Генри Мозли , Джеймса Франка и Густава Герца в значительной степени установили структуру атома как плотное ядро ​​положительного заряда, окруженное электронами с меньшей массой. ^[51] В 1913 году датский физик Нильс Бор постулировал, что электроны находятся в квантованных энергетических состояниях, причем их энергии определяются угловым моментом орбиты электрона вокруг ядра. Электроны могут перемещаться между этими состояниями или орбитами путем испускания или поглощения фотонов определенных частот. С помощью этих квантованных орбит он точно объяснил спектральные линии атома водорода. ^[52] Однако модель Бора не учитывала относительные интенсивности спектральных линий, и она не смогла объяснить спектры более сложных атомов. ^[51]

Химические связи между атомами были объяснены Гилбертом Ньютоном Льюисом , который в 1916 году предположил, что ковалентная связь между двумя атомами поддерживается парой электронов, которыми они совместно пользуются. ^[53] Позднее, в 1927 году, Уолтер Гайтлер и Фриц Лондон дали полное объяснение образования электронной пары и химической связи с точки зрения квантовой механики . ^[54] В 1919 году американский химик Ирвинг Ленгмюр разработал статическую модель атома Льюиса и предположил, что все электроны распределены в последовательных «концентрических (почти) сферических оболочках, все одинаковой толщины». ^[55] В свою очередь, он разделил оболочки на ряд ячеек, каждая из которых содержала одну пару электронов. С помощью этой модели Ленгмюр смог качественно объяснить химические свойства всех элементов в периодической таблице, ^[54] которые, как было известно, в значительной степени повторяют себя в соответствии с периодическим законом . ^[56]

В 1924 году австрийский физик Вольфганг Паули заметил, что оболочечная структура атома может быть объяснена набором из четырех параметров, которые определяют каждое квантовое энергетическое состояние, при условии, что каждое состояние занято не более чем одним электроном. Этот запрет на занятие одного и того же квантового энергетического состояния более чем одним электроном стал известен как принцип исключения Паули . ^[57] Физический механизм для объяснения четвертого параметра, который имел два различных возможных значения, был предоставлен голландскими физиками Сэмюэлем Гоудсмитом и Джорджем Уленбеком . В 1925 году они предположили, что электрон, в дополнение к угловому моменту своей орбиты, обладает собственным угловым моментом и магнитным дипольным моментом . ^{[51] [58]} Это аналогично вращению Земли вокруг своей оси при ее вращении вокруг Солнца. Собственный угловой момент стал известен как спин и объяснил ранее загадочное расщепление спектральных линий, наблюдаемое с помощью спектрографа высокого разрешения ; это явление известно как расщепление тонкой структуры . ^[59]

Квантовая механика

В своей диссертации 1924 года Recherches sur la théorie des quanta (Исследования квантовой теории) французский физик Луи де Бройль выдвинул гипотезу, что вся материя может быть представлена ​​в виде волны де Бройля на манер света . ^[60] То есть, при соответствующих условиях электроны и другая материя будут проявлять свойства либо частиц, либо волн. Корпускулярные свойства частицы демонстрируются, когда показано, что она имеет локализованное положение в пространстве вдоль своей траектории в любой данный момент. ^[61] Волнообразная природа света проявляется, например, когда луч света проходит через параллельные щели, тем самым создавая интерференционные картины. В 1927 году Джордж Пейджет Томсон и Александр Рид обнаружили, что эффект интерференции возникает, когда луч электронов проходит через тонкую целлулоидную фольгу и позднее через металлические пленки, а американские физики Клинтон Дэвиссон и Лестер Джермер — при отражении электронов от кристалла никеля . ^[62] Александр Рид, аспирант Томсона, провел первые эксперименты, но вскоре погиб в аварии на мотоцикле ^[63] и о нем редко упоминают.

В квантовой механике поведение электрона в атоме описывается орбиталью , которая является распределением вероятностей, а не орбитой. На рисунке штриховка указывает на относительную вероятность «найти» электрон, имеющий энергию, соответствующую заданным квантовым числам , в этой точке.

Предсказание де Бройля о волновой природе электронов привело Эрвина Шредингера к постулированию волнового уравнения для электронов, движущихся под влиянием ядра в атоме. В 1926 году это уравнение, уравнение Шредингера , успешно описало, как распространяются электронные волны. ^[64] Вместо того, чтобы давать решение, которое определяло местоположение электрона с течением времени, это волновое уравнение также могло быть использовано для предсказания вероятности нахождения электрона вблизи положения, особенно положения вблизи того места, где электрон был связан в пространстве, для которого волновые уравнения электрона не менялись со временем. Этот подход привел ко второй формулировке квантовой механики (первой Гейзенбергом в 1925 году), и решения уравнения Шредингера, как и у Гейзенберга, обеспечили выводы энергетических состояний электрона в атоме водорода, которые были эквивалентны тем, которые были впервые выведены Бором в 1913 году и которые, как было известно, воспроизводили спектр водорода. ^[65] Как только спин и взаимодействие между несколькими электронами стали поддающимися описанию, квантовая механика позволила предсказать конфигурацию электронов в атомах с атомными номерами больше, чем у водорода. ^[66]

В 1928 году, основываясь на работе Вольфганга Паули, Поль Дирак создал модель электрона — уравнение Дирака , согласующееся с теорией относительности , применив релятивистские и симметрийные соображения к гамильтоновой формулировке квантовой механики электромагнитного поля. ^[67] Чтобы разрешить некоторые проблемы в своем релятивистском уравнении, Дирак в 1930 году разработал модель вакуума как бесконечного моря частиц с отрицательной энергией, позже названного морем Дирака . Это привело его к предсказанию существования позитрона, антиматериального аналога электрона. ^[68 ] Эта частица была открыта в 1932 году Карлом Андерсоном , который предложил называть стандартные электроны негатронами и использовать электрон в качестве общего термина для описания как положительно, так и отрицательно заряженных вариантов. ^[69]

В 1947 году Уиллис Лэмб , работая в сотрудничестве с аспирантом Робертом Резерфордом , обнаружил, что некоторые квантовые состояния атома водорода, которые должны иметь одинаковую энергию, были смещены относительно друг друга; эта разница стала называться сдвигом Лэмба . Примерно в то же время Поликарп Куш , работая с Генри М. Фоли , обнаружил, что магнитный момент электрона немного больше, чем предсказывала теория Дирака. Эта небольшая разница позже была названа аномальным магнитным дипольным моментом электрона. Эта разница позже была объяснена теорией квантовой электродинамики , разработанной Син-Итиро Томонагой , Джулианом Швингером и Ричардом Фейнманом в конце 1940-х годов. ^[70]

Ускорители частиц

С развитием ускорителей частиц в первой половине двадцатого века физики начали глубже изучать свойства субатомных частиц . ^[71] Первая успешная попытка ускорить электроны с помощью электромагнитной индукции была предпринята в 1942 году Дональдом Керстом . Его первый бетатрон достигал энергий 2,3 МэВ, в то время как последующие бетатроны достигали 300 МэВ. В 1947 году было обнаружено синхротронное излучение с помощью электронного синхротрона на 70 МэВ в General Electric . Это излучение было вызвано ускорением электронов через магнитное поле, когда они двигались со скоростью, близкой к скорости света. ^[72]

С энергией пучка 1,5 ГэВ первым коллайдером высокоэнергетических частиц был ADONE , который начал работу в 1968 году. ^[73] Это устройство ускоряло электроны и позитроны в противоположных направлениях, эффективно удваивая энергию их столкновения по сравнению с ударом электрона по статической мишени. ^[74] Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP) в ЦЕРНе , который работал с 1989 по 2000 год, достиг энергий столкновения 209 ГэВ и провел важные измерения для Стандартной модели физики элементарных частиц. ^{[75] [76]}

Удержание отдельных электронов

Отдельные электроны теперь можно легко ограничить в сверхмалых ( L = 20 нм , W = 20 нм ) КМОП-транзисторах, работающих при криогенной температуре в диапазоне от -269 °C (4  К ) до примерно -258 °C (15  К ). ^[77] Волновая функция электрона распространяется в решетке полупроводника и пренебрежимо мало взаимодействует с электронами валентной зоны, поэтому ее можно рассматривать в формализме одночастицы, заменив ее массу тензором эффективной массы .

Характеристики

Классификация

Стандартная модель элементарных частиц. Электрон (символ е) находится слева.

В Стандартной модели физики элементарных частиц электроны принадлежат к группе субатомных частиц, называемых лептонами , которые считаются фундаментальными или элементарными частицами . Электроны имеют наименьшую массу из всех заряженных лептонов (или электрически заряженных частиц любого типа) и принадлежат к первому поколению фундаментальных частиц. ^[78] Второе и третье поколение содержат заряженные лептоны, мюон и тау , которые идентичны электрону по заряду, спину и взаимодействиям , но более массивны. Лептоны отличаются от других основных компонентов материи, кварков , отсутствием сильного взаимодействия . Все члены группы лептонов являются фермионами, поскольку все они имеют полунечетный целый спин; электрон имеет спин ⁠1/2⁠ . ^[79]

Основные свойства

Инвариантная масса электрона приблизительно равна9,109 × 10 ⁻³¹  кг , ^[80] или5,489 × 10−4 Да  . Из-за эквивалентности массы и энергии это соответствует энергии покоя 0,511 МэВ (8,19 ^× 10−14 Дж  ) . Соотношение между массой протона и массой электрона составляет около 1836. ^{[15] [81]} Астрономические измерения показывают, что отношение масс протона к массе электрона сохраняло то же значение, что и предсказывает Стандартная модель, по крайней мере в течение половины ^{возраста} Вселенной . ^[82]

Электроны имеют электрический заряд−1,602 176 634 × 10 ⁻¹⁹ кулонов , ^[80] который используется как стандартная единица заряда для субатомных частиц, а также называется элементарным зарядом . В пределах экспериментальной точности заряд электрона идентичен заряду протона, но с противоположным знаком. ^[83] Электрон обычно обозначается как
е⁻
, а позитрон обозначается как
е⁺
. ^{[79] [80]}

Электрон имеет собственный угловой момент или спин ⁠час/2⁠ . ^[80] Это свойство обычно определяется ссылкой на электрон как на частицу со спином 1/2 . ^[79] Для таких частиц величина спина равна ⁠час/2⁠ , ^[84] в то время как результат измерения проекции спина на любую ось может быть только ± ⁠час/2⁠ . В дополнение к спину, электрон имеет собственный магнитный момент вдоль своей оси спина. ^[80] Он приблизительно равен одному магнетону Бора , ^{[85] [d],} который является физической константой, равной9,274 010 0657 ⁽ 29) × 10−24  Дж⋅Т ⁻¹ . ^[86] Ориентация спина относительно импульса электрона определяет свойство элементарных частиц, известное как спиральность . ^[87]

Электрон не имеет известной подструктуры . ^{[1] [88]} Тем не менее, в физике конденсированного состояния в некоторых материалах может происходить разделение спина и заряда. В таких случаях электроны «расщепляются» на три независимые частицы: спинон , орбитон и холон ( или чаргон). Электрон всегда можно теоретически рассматривать как связанное состояние трех, причем спинон несет спин электрона, орбитон несет орбитальную степень свободы, а чаргон несет заряд, но в определенных условиях они могут вести себя как независимые квазичастицы . ^{[89] [90] [91]}

Вопрос о радиусе электрона является сложной проблемой современной теоретической физики. Принятие гипотезы о конечном радиусе электрона несовместимо с предпосылками теории относительности. С другой стороны, точечный электрон (нулевой радиус) порождает серьезные математические трудности из-за стремящейся к бесконечности собственной энергии электрона. ^[92] Наблюдение за одним электроном в ловушке Пеннинга предполагает, что верхний предел радиуса частицы составляет 10−22 ^метра  . ^[93] Верхнюю границу радиуса электрона в 10−18 ^метра  [ ^94] можно вывести с помощью соотношения неопределенности в энергии. Существует также физическая константа, называемая « классическим радиусом электрона », с гораздо большим значением2,8179 × 10 ⁻¹⁵  м , что больше радиуса протона. Однако эта терминология возникла из упрощенного расчета, который игнорирует эффекты квантовой механики ; в действительности так называемый классический радиус электрона имеет мало общего с истинной фундаментальной структурой электрона. ^{[95] [96] [e]}

Существуют элементарные частицы , которые спонтанно распадаются на менее массивные частицы. Примером может служить мюон , со средним временем жизни2,2 × 10−6 ^секунд  , который распадается на электрон, мюонное нейтрино и электронное антинейтрино . Электрон, с другой стороны, считается стабильным по теоретическим соображениям: электрон является наименее массивной частицей с ненулевым электрическим зарядом, поэтому его распад нарушил бы сохранение заряда . ^[97] Экспериментальная нижняя граница для среднего времени жизни электрона составляет6,6 × 10 ²⁸ лет, при 90%-ном уровне достоверности . ^{[9] [98] [99]}

Квантовые свойства

Как и все частицы, электроны могут вести себя как волны. Это называется дуализмом волна-частица и может быть продемонстрировано с помощью эксперимента с двумя щелями .

Волнообразная природа электрона позволяет ему проходить через две параллельные щели одновременно, а не только через одну щель, как это было бы в случае классической частицы. В квантовой механике волнообразное свойство одной частицы может быть описано математически как комплексная -значная функция, волновая функция , обычно обозначаемая греческой буквой пси ( ψ ). Когда абсолютное значение этой функции возводится в квадрат , это дает вероятность того, что частица будет наблюдаться вблизи местоположения — плотность вероятности . ^{[100] : 162–218}

Пример антисимметричной волновой функции для квантового состояния двух идентичных фермионов в одномерном ящике , где каждая горизонтальная ось соответствует положению одной частицы. Если частицы меняются местами, волновая функция меняет знак.

Электроны являются идентичными частицами, поскольку их нельзя отличить друг от друга по их внутренним физическим свойствам. В квантовой механике это означает, что пара взаимодействующих электронов должна иметь возможность менять позиции без наблюдаемого изменения состояния системы. Волновая функция фермионов, включая электроны, антисимметрична, что означает, что она меняет знак, когда два электрона меняются местами; то есть ψ ( r ₁ , r ₂ ) = − ψ ( r ₂ , r ₁ ) , где переменные r ₁ и r ₂ соответствуют первому и второму электронам соответственно. Поскольку абсолютное значение не меняется при смене знака, это соответствует равным вероятностям. Бозоны , такие как фотон, вместо этого имеют симметричные волновые функции. ^{[100] : 162–218}

В случае антисимметрии решения волнового уравнения для взаимодействующих электронов приводят к нулевой вероятности того, что каждая пара будет занимать одно и то же место или состояние. Это отвечает за принцип исключения Паули , который не позволяет любым двум электронам занимать одно и то же квантовое состояние. Этот принцип объясняет многие свойства электронов. Например, он заставляет группы связанных электронов занимать разные орбитали в атоме, а не все перекрывать друг друга на одной орбите. ^{[100] : 162–218}

Виртуальные частицы

В упрощенной картине, которая часто имеет тенденцию давать неправильное представление, но может служить для иллюстрации некоторых аспектов, каждый фотон проводит некоторое время как комбинация виртуального электрона и его античастицы, виртуального позитрона, которые быстро аннигилируют друг с другом вскоре после этого. ^[101] Сочетание изменения энергии, необходимого для создания этих частиц, и времени, в течение которого они существуют, попадает под порог обнаружимости, выраженный соотношением неопределенности Гейзенберга , Δ E  · Δ t  ≥  ħ . По сути, энергия, необходимая для создания этих виртуальных частиц, Δ E , может быть «позаимствована» из вакуума на период времени, Δ t , так что их произведение не больше, чем приведенная постоянная Планка , ħ ≈6,6 × 10−16 эВ ^·  с . Таким образом, для виртуального электрона Δt не более1,3 × 10−21  с . ^{[ 102]}

Схематическое изображение виртуальных электрон-позитронных пар, появляющихся случайным образом вблизи электрона (внизу слева)

Пока существует виртуальная пара электрон-позитрон, сила Кулона от окружающего электрона электрического поля заставляет созданный позитрон притягиваться к исходному электрону, в то время как созданный электрон испытывает отталкивание. Это вызывает то, что называется поляризацией вакуума . По сути, вакуум ведет себя как среда с диэлектрической проницаемостью больше единицы . Таким образом, эффективный заряд электрона на самом деле меньше его истинного значения, и заряд уменьшается с увеличением расстояния от электрона. ^{[103] [104]} Эта поляризация была подтверждена экспериментально в 1997 году с использованием японского ускорителя частиц TRISTAN . ^[105] Виртуальные частицы вызывают сопоставимый экранирующий эффект для массы электрона. ^[106]

Взаимодействие с виртуальными частицами также объясняет небольшое (около 0,1%) отклонение собственного магнитного момента электрона от магнетона Бора ( аномального магнитного момента ). ^{[85] [107]} Чрезвычайно точное совпадение этой предсказанной разницы с экспериментально определенным значением рассматривается как одно из величайших достижений квантовой электродинамики . ^[108]

Очевидный парадокс в классической физике точечной частицы электрона, имеющей собственный угловой момент и магнитный момент, можно объяснить образованием виртуальных фотонов в электрическом поле, создаваемом электроном. Эти фотоны можно эвристически рассматривать как заставляющие электрон смещаться в дёргающемся режиме (известном как zitterbewegung ), что приводит к чистому круговому движению с прецессией . ^[109] Это движение создаёт как спин, так и магнитный момент электрона. ^[14] В атомах это создание виртуальных фотонов объясняет сдвиг Лэмба , наблюдаемый в спектральных линиях . ^[103] Длина волны Комптона показывает, что вблизи элементарных частиц, таких как электрон, неопределённость энергии позволяет создавать виртуальные частицы вблизи электрона. Эта длина волны объясняет «статичность» виртуальных частиц вокруг элементарных частиц на близком расстоянии.

Взаимодействие

Электрон создает электрическое поле, которое оказывает притягивающую силу на частицу с положительным зарядом, такую ​​как протон, и отталкивающую силу на частицу с отрицательным зарядом. Сила этой силы в нерелятивистском приближении определяется законом обратных квадратов Кулона . ^{[110] : 58–61} Когда электрон находится в движении, он создает магнитное поле . ^{[100] : 140} Закон Ампера –Максвелла связывает магнитное поле с массовым движением электронов ( током ) относительно наблюдателя. Это свойство индукции обеспечивает магнитное поле, которое приводит в действие электродвигатель . [ ^111] Электромагнитное поле произвольно движущейся заряженной частицы выражается потенциалами Льенара–Вихерта , которые справедливы даже тогда, когда скорость частицы близка к скорости света ( релятивистская ). ^{[110] : 429–434}

Частица с зарядом q (слева) движется со скоростью v через магнитное поле B , которое ориентировано на наблюдателя. Для электрона q отрицательно, поэтому он следует по изогнутой траектории к вершине.

Когда электрон движется через магнитное поле, он подвергается действию силы Лоренца , которая действует перпендикулярно плоскости, определяемой магнитным полем и скоростью электрона. Эта центростремительная сила заставляет электрон следовать по винтовой траектории через поле с радиусом, называемым гирорадиусом . Ускорение от этого искривленного движения побуждает электрон излучать энергию в форме синхротронного излучения. ^{[112] [f] [100] : 160} Излучение энергии, в свою очередь, вызывает отдачу электрона, известную как сила Абрахама-Лоренца-Дирака , которая создает трение, замедляющее электрон. Эта сила вызвана обратной реакцией собственного поля электрона на самого себя. ^[113]

Здесь тормозное излучение создается электроном e, отклоненным электрическим полем атомного ядра. Изменение энергии E ₂  −  E ₁ определяет частоту f испускаемого фотона.

Фотоны опосредуют электромагнитные взаимодействия между частицами в квантовой электродинамике . Изолированный электрон с постоянной скоростью не может испускать или поглощать реальный фотон; это нарушило бы закон сохранения энергии и импульса . Вместо этого виртуальные фотоны могут передавать импульс между двумя заряженными частицами. Этот обмен виртуальными фотонами, например, генерирует силу Кулона. ^[114] Излучение энергии может происходить, когда движущийся электрон отклоняется заряженной частицей, такой как протон. Замедление электрона приводит к испусканию тормозного излучения. ^[115]

Неупругое столкновение фотона (света) и одиночного (свободного) электрона называется комптоновским рассеянием . Это столкновение приводит к передаче импульса и энергии между частицами, что изменяет длину волны фотона на величину, называемую комптоновским сдвигом . ^[g] Максимальная величина этого сдвига длины волны равна h / m _e c , которая известна как комптоновская длина волны . ^[116] Для электрона она имеет значение2,43 × 10 ⁻¹²  м . ^[80] Когда длина волны света велика (например, длина волны видимого света составляет 0,4–0,7 мкм), сдвиг длины волны становится незначительным. Такое взаимодействие между светом и свободными электронами называется томсоновским рассеянием или линейным томсоновским рассеянием. ^[117]

Относительная сила электромагнитного взаимодействия между двумя заряженными частицами, такими как электрон и протон, определяется постоянной тонкой структуры . Эта величина представляет собой безразмерную величину, образованную отношением двух энергий: электростатической энергии притяжения (или отталкивания) на расстоянии одной комптоновской длины волны и энергии покоя заряда. Она определяется как α  ≈ 0,007 297 353 , ^[118] что приблизительно равно ⁠1/137⁠ .

Когда электроны и позитроны сталкиваются, они аннигилируют друг с другом, давая начало двум или более гамма-фотонам. Если электрон и позитрон имеют незначительный импульс, атом позитрония может образоваться до того, как аннигиляция приведет к двум или трем гамма-фотонам с общей энергией 1,022 МэВ. ^{[119] [120]} С другой стороны, высокоэнергетический фотон может трансформироваться в электрон и позитрон с помощью процесса, называемого рождением пар , но только в присутствии близлежащей заряженной частицы, такой как ядро. ^{[121] [122]}

В теории электрослабого взаимодействия левая компонента волновой функции электрона образует слабый изоспиновый дублет с электронным нейтрино . Это означает, что во время слабых взаимодействий электронные нейтрино ведут себя как электроны. Любой член этого дублета может подвергаться взаимодействию заряженного тока , испуская или поглощаяВти быть преобразованы в другой член. Заряд сохраняется во время этой реакции, поскольку W-бозон также несет заряд, отменяя любые чистые изменения во время трансмутации. Взаимодействия заряженных токов ответственны за явление бета-распада в радиоактивном атоме. Как электрон, так и электронное нейтрино могут подвергаться взаимодействию нейтрального тока черезЗ0обмен, и это отвечает за упругое рассеяние нейтрино-электронов . ^[123]

Атомы и молекулы

Плотности вероятности для первых нескольких орбиталей атома водорода, показанные в поперечном сечении. Уровень энергии связанного электрона определяет орбиталь, которую он занимает, а цвет отражает вероятность нахождения электрона в заданном положении.

Электрон может быть связан с ядром атома силой притяжения Кулона. Система из одного или нескольких электронов, связанных с ядром, называется атомом. Если число электронов отличается от электрического заряда ядра, такой атом называется ионом . Волнообразное поведение связанного электрона описывается функцией, называемой атомной орбиталью . Каждая орбиталь имеет свой собственный набор квантовых чисел, таких как энергия, угловой момент и проекция углового момента, и вокруг ядра существует только дискретный набор этих орбиталей. Согласно принципу исключения Паули каждая орбиталь может быть занята максимум двумя электронами, которые должны отличаться своим спиновым квантовым числом .

Электроны могут перемещаться между различными орбиталями путем испускания или поглощения фотонов с энергией, которая соответствует разнице потенциалов. ^{[124] : 159–160} Другие методы орбитального переноса включают столкновения с частицами, такими как электроны, и эффект Оже . ^[125] Чтобы покинуть атом, энергия электрона должна быть увеличена выше его энергии связи с атомом. Это происходит, например, при фотоэлектрическом эффекте , когда падающий фотон, превышающий энергию ионизации атома, поглощается электроном. ^{[124] : 127–132}

Орбитальный момент импульса электронов квантуется . Поскольку электрон заряжен, он создает орбитальный магнитный момент, пропорциональный моменту импульса. Чистый магнитный момент атома равен векторной сумме орбитальных и спиновых магнитных моментов всех электронов и ядра. Магнитный момент ядра пренебрежимо мал по сравнению с моментом электронов. Магнитные моменты электронов, занимающих одну и ту же орбиталь, называемые спаренными электронами, компенсируют друг друга. ^[126]

Химическая связь между атомами возникает в результате электромагнитных взаимодействий, как описано законами квантовой механики. ^[127] Самые прочные связи образуются путем обмена или передачи электронов между атомами, что позволяет образовывать молекулы . ^[17] Внутри молекулы электроны движутся под влиянием нескольких ядер и занимают молекулярные орбитали ; во многом так же, как они могут занимать атомные орбитали в изолированных атомах. ^[128] Фундаментальным фактором в этих молекулярных структурах является существование электронных пар . Это электроны с противоположными спинами, что позволяет им занимать одну и ту же молекулярную орбиталь, не нарушая принципа исключения Паули (как в атомах). Различные молекулярные орбитали имеют различное пространственное распределение электронной плотности. Например, в связанных парах (т. е. в парах, которые фактически связывают атомы вместе) электроны могут быть найдены с максимальной вероятностью в относительно небольшом объеме между ядрами. Напротив, в несвязанных парах электроны распределены в большом объеме вокруг ядер. ^[129]

Проводимость

Разряд молнии состоит в основном из потока электронов. ^[130] Электрический потенциал, необходимый для молнии, может быть создан трибоэлектрическим эффектом. ^{[131] [132]}

Если тело имеет больше или меньше электронов, чем требуется для балансировки положительного заряда ядер, то этот объект имеет чистый электрический заряд. Когда электронов больше или меньше, объект считается отрицательно заряженным. Когда электронов меньше, чем протонов в ядрах, объект считается положительно заряженным. Когда число электронов и число протонов равны, их заряды компенсируют друг друга, и объект считается электрически нейтральным. Макроскопическое тело может вырабатывать электрический заряд посредством трения, посредством трибоэлектрического эффекта . ^[133]

Независимые электроны, движущиеся в вакууме, называются свободными электронами. Электроны в металлах также ведут себя так, как если бы они были свободными. В действительности частицы, которые обычно называют электронами в металлах и других твердых телах, являются квазиэлектронами — квазичастицами , которые имеют тот же электрический заряд, спин и магнитный момент, что и реальные электроны, но могут иметь другую массу. ^[134] Когда свободные электроны — как в вакууме, так и в металлах — движутся, они создают чистый поток заряда, называемый электрическим током , который генерирует магнитное поле. Аналогично ток может быть создан изменяющимся магнитным полем. Эти взаимодействия математически описываются уравнениями Максвелла . ^[135]

При заданной температуре каждый материал имеет электропроводность , которая определяет значение электрического тока при приложении электрического потенциала . Примерами хороших проводников являются такие металлы, как медь и золото, тогда как стекло и тефлон являются плохими проводниками. В любом диэлектрическом материале электроны остаются связанными со своими соответствующими атомами, и материал ведет себя как изолятор . Большинство полупроводников имеют переменный уровень проводимости, который лежит между крайностями проводимости и изоляции. ^[136] С другой стороны, металлы имеют электронную зонную структуру, содержащую частично заполненные электронные зоны. Наличие таких зон позволяет электронам в металлах вести себя так, как если бы они были свободными или делокализованными электронами . Эти электроны не связаны с определенными атомами, поэтому при приложении электрического поля они могут свободно перемещаться как газ (называемый газом Ферми ) ^[137] через материал, подобно свободным электронам.

Из-за столкновений электронов с атомами скорость дрейфа электронов в проводнике составляет порядка миллиметров в секунду. Однако скорость, с которой изменение тока в одной точке материала вызывает изменения токов в других частях материала, скорость распространения , обычно составляет около 75% от скорости света. ^[138] Это происходит потому, что электрические сигналы распространяются как волна, причем скорость зависит от диэлектрической проницаемости материала. ^[139]

Металлы являются относительно хорошими проводниками тепла, в первую очередь потому, что делокализованные электроны могут свободно переносить тепловую энергию между атомами. Однако, в отличие от электропроводности, теплопроводность металла почти не зависит от температуры. Это математически выражается законом Видемана-Франца , ^[137] который гласит, что отношение теплопроводности к электропроводности пропорционально температуре. Тепловой беспорядок в металлической решетке увеличивает электрическое сопротивление материала, создавая температурную зависимость для электрического тока. ^[140]

При охлаждении ниже точки, называемой критической температурой , материалы могут претерпевать фазовый переход, при котором они теряют всякое сопротивление электрическому току, в процессе, известном как сверхпроводимость . В теории БКШ пары электронов, называемые парами Купера, имеют свое движение, связанное с близлежащей материей посредством колебаний решетки, называемых фононами , тем самым избегая столкновений с атомами, которые обычно создают электрическое сопротивление. ^[141] (Пары Купера имеют радиус примерно 100 нм, поэтому они могут перекрывать друг друга.) ^[142] Однако механизм, по которому работают сверхпроводники при более высоких температурах, остается неопределенным.

Электроны внутри проводящих твердых тел, которые сами по себе являются квазичастицами, когда они плотно удерживаются при температурах, близких к абсолютному нулю , ведут себя так, как будто они разделились на три другие квазичастицы : спиноны , орбитоны и холоны . ^{[143] [144]} Первые переносят спин и магнитный момент, вторые переносят свое орбитальное положение, а вторые — электрический заряд.

Движение и энергия

Согласно специальной теории относительности Эйнштейна , по мере того, как скорость электрона приближается к скорости света , с точки зрения наблюдателя его релятивистская масса увеличивается, тем самым все более затрудняя его ускорение из системы отсчета наблюдателя. Скорость электрона может приближаться, но никогда не достигать скорости света в вакууме, c . Однако, когда релятивистские электроны, то есть электроны, движущиеся со скоростью, близкой к c , вводятся в диэлектрическую среду, такую ​​как вода, где локальная скорость света значительно меньше c , электроны временно движутся быстрее света в среде. При взаимодействии со средой они генерируют слабый свет, называемый черенковским излучением . ^[145]

Фактор Лоренца как функция скорости. Он начинается со значения 1 и стремится к бесконечности, когда v приближается к c .

Эффекты специальной теории относительности основаны на величине, известной как фактор Лоренца , определяемый как где v — скорость частицы. Кинетическая энергия K _e электрона, движущегося со скоростью v, равна: ${\displaystyle \scriptstyle \gamma =1/{\sqrt {1-{v^{2}}/{c^{2}}}}}$

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

где m _e — масса электрона. Например, линейный ускоритель Стэнфорда может разогнать электрон примерно до 51 ГэВ. ^[146] Поскольку электрон ведет себя как волна, при заданной скорости он имеет характерную длину волны де Бройля . Она определяется как λ _e  =  h / p, где h — постоянная Планка , а p — импульс. ^[60] Для электрона с энергией 51 ГэВ, представленного выше, длина волны составляет около2,4 × 10 ⁻¹⁷  м , достаточно мало, чтобы исследовать структуры, значительно меньшие размера атомного ядра. ^[147]

Формирование

Парное рождение электрона и позитрона, вызванное близким сближением фотона с атомным ядром. Символ молнии представляет собой обмен виртуальным фотоном, таким образом действует электрическая сила. Угол между частицами очень мал. ^[148]

Теория Большого взрыва является наиболее широко принятой научной теорией для объяснения ранних стадий эволюции Вселенной. ^[149] В течение первой миллисекунды Большого взрыва температура была более 10 миллиардов  кельвинов , а фотоны имели среднюю энергию более миллиона электронвольт . Эти фотоны были достаточно энергичны, чтобы реагировать друг с другом, образуя пары электронов и позитронов. Аналогично, пары позитрон-электрон уничтожали друг друга и испускали энергичные фотоны:

γ+
γ
↔е++
е⁻

Равновесие между электронами, позитронами и фотонами поддерживалось в течение этой фазы эволюции Вселенной. Однако по прошествии 15 секунд температура Вселенной упала ниже порога, при котором могло произойти образование электронов и позитронов. Большинство выживших электронов и позитронов аннигилировали друг друга, высвобождая гамма-излучение, которое на короткое время снова нагрело Вселенную. ^[150]

По причинам, которые остаются неясными, во время процесса аннигиляции наблюдался избыток числа частиц над античастицами. Следовательно, выживало около одного электрона на каждый миллиард пар электрон-позитрон. Этот избыток соответствовал избытку протонов над антипротонами, в состоянии, известном как барионная асимметрия , что привело к чистому заряду Вселенной, равному нулю. ^{[151] [152]} Выжившие протоны и нейтроны начали участвовать в реакциях друг с другом — в процессе, известном как нуклеосинтез , образуя изотопы водорода и гелия с следовыми количествами лития . Этот процесс достиг пика примерно через пять минут. ^[153] Все оставшиеся нейтроны подверглись отрицательному бета-распаду с периодом полураспада около тысячи секунд, высвобождая в процессе протон и электрон,

н→п+
е⁻
+νе

Примерно в течение следующего300 000 –400 000  лет избыточные электроны оставались слишком энергичными, чтобы связываться с атомными ядрами . ^[154] За этим последовал период, известный как рекомбинация , когда образовались нейтральные атомы, и расширяющаяся Вселенная стала прозрачной для излучения. ^[155]

Примерно через миллион лет после большого взрыва начало формироваться первое поколение звезд . ^[155] Внутри звезды звездный нуклеосинтез приводит к образованию позитронов из слияния атомных ядер. Эти частицы антиматерии немедленно аннигилируют с электронами, высвобождая гамма-лучи. Конечным результатом является устойчивое сокращение числа электронов и соответствующее увеличение числа нейтронов. Однако процесс звездной эволюции может привести к синтезу радиоактивных изотопов. Отдельные изотопы могут впоследствии подвергаться отрицательному бета-распаду, испуская электрон и антинейтрино из ядра. ^[156] Примером является изотоп кобальта-60 ( ^60Co ), который распадается с образованием никеля-60 (⁶⁰
Ни
). ^[157]

Протяженный атмосферный ливень, вызванный мощным космическим лучом, падающим на атмосферу Земли.

В конце своей жизни звезда с массой более 20 солнечных масс может подвергнуться гравитационному коллапсу , образовав черную дыру . ^[158] Согласно классической физике , эти массивные звездные объекты оказывают гравитационное притяжение , достаточно сильное, чтобы помешать чему-либо, даже электромагнитному излучению , вырваться за пределы радиуса Шварцшильда . Однако считается, что квантово-механические эффекты потенциально допускают испускание излучения Хокинга на этом расстоянии. Считается, что электроны (и позитроны) создаются на горизонте событий этих звездных остатков .

Когда пара виртуальных частиц (например, электрон и позитрон) создается вблизи горизонта событий, случайное пространственное позиционирование может привести к тому, что одна из них появится снаружи; этот процесс называется квантовым туннелированием . Гравитационный потенциал черной дыры может затем предоставить энергию, которая преобразует эту виртуальную частицу в реальную частицу, позволяя ей излучаться в космос. ^[159] Взамен другой член пары получает отрицательную энергию, что приводит к чистой потере массы-энергии черной дырой. Скорость излучения Хокинга увеличивается с уменьшением массы, в конечном итоге заставляя черную дыру испаряться, пока, наконец, она не взорвется. ^[160]

Космические лучи — это частицы, путешествующие в пространстве с высокими энергиями. Энергетические события, достигающиеБыло зарегистрировано 3,0 × 10 ²⁰  эВ . ^[161] Когда эти частицы сталкиваются с нуклонами в атмосфере Земли , генерируется ливень частиц, включая пионы . ^[162] Более половины космического излучения, наблюдаемого с поверхности Земли, состоит из мюонов . Частица, называемая мюоном, представляет собой лептон, образующийся в верхних слоях атмосферы при распаде пиона.

π−→μ−+νμ

Мюон, в свою очередь, может распасться, образуя электрон или позитрон. ^[163]

μ⁻
→
е⁻
+νе+νμ

Наблюдение

Полярные сияния в основном вызваны энергичными электронами, выпадающими в атмосферу ^[164]

Дистанционное наблюдение за электронами требует обнаружения их излучаемой энергии. Например, в высокоэнергетических средах, таких как корона звезды, свободные электроны образуют плазму , которая излучает энергию из-за тормозного излучения. Электронный газ может подвергаться плазменному колебанию , которое представляет собой волны, вызванные синхронизированными изменениями электронной плотности, и они производят выбросы энергии, которые можно обнаружить с помощью радиотелескопов . ^[165]

Частота фотона пропорциональна его энергии. Когда связанный электрон переходит между различными энергетическими уровнями атома, он поглощает или испускает фотоны на характерных частотах. Например, когда атомы облучаются источником с широким спектром, в спектре прошедшего излучения появляются отчетливые темные линии в местах, где соответствующая частота поглощается электронами атома. Каждый элемент или молекула демонстрирует характерный набор спектральных линий, таких как спектральная серия водорода . При обнаружении спектроскопические измерения силы и ширины этих линий позволяют определить состав и физические свойства вещества. ^{[166] [167]}

В лабораторных условиях взаимодействие отдельных электронов можно наблюдать с помощью детекторов частиц , которые позволяют измерять определенные свойства, такие как энергия, спин и заряд. ^[168] Разработка ловушки Пола и ловушки Пеннинга позволяет удерживать заряженные частицы в небольшой области в течение длительного времени. Это позволяет точно измерять свойства частиц. Например, в одном случае ловушка Пеннинга использовалась для удержания одного электрона в течение 10 месяцев. ^[169] Магнитный момент электрона был измерен с точностью до одиннадцати цифр, что в 1980 году было большей точностью, чем для любой другой физической константы. ^[170]

Первые видеоизображения распределения энергии электрона были получены группой ученых из Лундского университета в Швеции в феврале 2008 года. Ученые использовали чрезвычайно короткие вспышки света, называемые аттосекундными импульсами, что позволило впервые наблюдать движение электрона. ^{[171] [172]}

Распределение электронов в твердых материалах можно визуализировать с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES). Эта техника использует фотоэлектрический эффект для измерения обратного пространства — математического представления периодических структур, которое используется для вывода исходной структуры. ARPES можно использовать для определения направления, скорости и рассеяния электронов внутри материала. ^[173]

Применение плазмы

Пучки частиц

Во время испытаний в аэродинамической трубе НАСА модель космического челнока подвергается воздействию пучка электронов, имитируя эффект ионизирующих газов во время входа в атмосферу . ^[174]

Электронные лучи используются при сварке . ^[175] Они позволяют достичь плотности энергии до10 ⁷  Вт·см ⁻² в узком фокусном диаметре 0,1–1,3 мм и обычно не требуют присадочного материала. Этот метод сварки должен выполняться в вакууме, чтобы предотвратить взаимодействие электронов с газом до достижения своей цели, и его можно использовать для соединения проводящих материалов, которые в противном случае считались бы непригодными для сварки. ^{[176] [177]}

Электронно-лучевая литография (ЭЛЛ) — это метод травления полупроводников с разрешением менее микрометра . ^[178] Этот метод ограничен высокой стоимостью, низкой производительностью, необходимостью работы луча в вакууме и тенденцией электронов рассеиваться в твердых телах. Последняя проблема ограничивает разрешение примерно до 10 нм. По этой причине ЭЛЛ в основном используется для производства небольшого количества специализированных интегральных схем . ^[179]

Обработка электронным пучком используется для облучения материалов с целью изменения их физических свойств или стерилизации медицинских и пищевых продуктов. ^[180] Электронные пучки псевдоожижают или квазиплавят стекла без значительного повышения температуры при интенсивном облучении: например, интенсивное электронное излучение вызывает многопорядковое снижение вязкости и ступенчатое снижение ее энергии активации. ^[181]

Линейные ускорители частиц генерируют электронные пучки для лечения поверхностных опухолей в лучевой терапии . Электронная терапия может лечить такие поражения кожи, как базальноклеточная карцинома , поскольку электронный пучок проникает только на ограниченную глубину перед поглощением, обычно до 5 см для энергий электронов в диапазоне 5–20 МэВ. Электронный пучок может использоваться для дополнения лечения областей, которые были облучены рентгеновскими лучами . ^{[182] [183]}

Ускорители частиц используют электрические поля для разгона электронов и их античастиц до высоких энергий. Эти частицы испускают синхротронное излучение, проходя через магнитные поля. Зависимость интенсивности этого излучения от спина поляризует электронный пучок — процесс, известный как эффект Соколова-Тернова . ^[h] Поляризованные электронные пучки могут быть полезны для различных экспериментов. Синхротронное излучение также может охлаждать электронные пучки, чтобы уменьшить разброс импульсов частиц. Электронные и позитронные пучки сталкиваются при ускорении частиц до требуемых энергий; детекторы частиц наблюдают результирующие выбросы энергии, которые изучает физика элементарных частиц . ^[184]

Визуализация

Дифракция низкоэнергетических электронов (LEED) — это метод бомбардировки кристаллического материала коллимированным пучком электронов и последующего наблюдения полученных дифракционных картин для определения структуры материала. Требуемая энергия электронов обычно находится в диапазоне 20–200 эВ. ^[185] Метод дифракции высокоэнергетических электронов на отражение (RHEED) использует отражение пучка электронов, выпущенных под различными малыми углами, для характеристики поверхности кристаллических материалов. Энергия пучка обычно находится в диапазоне 8–20 кэВ, а угол падения составляет 1–4°. ^{[186] [187]}

Электронный микроскоп направляет сфокусированный пучок электронов на образец. Некоторые электроны изменяют свои свойства, такие как направление движения, угол, относительная фаза и энергия, когда пучок взаимодействует с материалом. Микроскописты могут регистрировать эти изменения в электронном пучке для получения атомарно разрешенных изображений материала. ^[188] В синем свете обычные оптические микроскопы имеют ограниченное дифракцией разрешение около 200 нм. ^[189] Для сравнения, электронные микроскопы ограничены длиной волны де Бройля электрона. Эта длина волны, например, равна 0,0037 нм для электронов, ускоренных через потенциал 100 000 вольт . ^[190] Просвечивающий электронный микроскоп с исправленной аберрацией способен обеспечивать разрешение менее 0,05 нм, что более чем достаточно для разрешения отдельных атомов. ^[191] Эта возможность делает электронный микроскоп полезным лабораторным инструментом для получения изображений с высоким разрешением. Однако электронные микроскопы являются дорогими приборами, которые дорого обслуживать.

Существует два основных типа электронных микроскопов: трансмиссионный и сканирующий . Трансмиссионные электронные микроскопы работают как проекторы верхнего расположения , в которых пучок электронов проходит через срез материала, а затем проецируется линзами на фотографический слайд или устройство с зарядовой связью . Сканирующие электронные микроскопы растрируют тонко сфокусированный электронный пучок, как в телевизоре, через изучаемый образец для получения изображения. Увеличение варьируется от 100× до 1 000 000× или выше для обоих типов микроскопов. Сканирующий туннельный микроскоп использует квантовое туннелирование электронов из острого металлического наконечника в изучаемый материал и может создавать атомарно разрешенные изображения его поверхности. ^{[192] [193] [194]}

Другие приложения

В лазере на свободных электронах (ЛСЭ) релятивистский электронный пучок проходит через пару ондуляторов , которые содержат массивы дипольных магнитов , поля которых направлены в чередующихся направлениях. Электроны испускают синхротронное излучение, которое когерентно взаимодействует с теми же электронами, чтобы сильно усилить поле излучения на резонансной частоте. ЛСЭ может испускать когерентное электромагнитное излучение высокой яркости с широким диапазоном частот, от микроволн до мягкого рентгеновского излучения. Эти устройства используются в производстве, связи и в медицинских приложениях, таких как хирургия мягких тканей. ^[195]

Электроны играют важную роль в электронно-лучевых трубках , которые широко использовались в качестве устройств отображения в лабораторных приборах, компьютерных мониторах и телевизорах . ^[196] В фотоэлектронном умножителе каждый фотон, ударяющийся о фотокатод, инициирует лавину электронов, которая производит обнаруживаемый импульс тока. ^[197] Вакуумные трубки используют поток электронов для управления электрическими сигналами, и они сыграли важную роль в развитии электронных технологий. Однако они были в значительной степени вытеснены твердотельными устройствами, такими как транзистор . ^[198]

Смотрите также

• Портал электроники
• Физический портал
• Научный портал

• Аньон
• бета-излучение
• Электрод
• Электронный пузырь
• Экзоэлектронная эмиссия
• g -фактор
• Лептон
• Список частиц
• Вселенная с одним электроном
• Периодические системы малых молекул
• Спинтроника
• Эксперимент Штерна–Герлаха
• разряд Таунсенда
• эффект Зеемана
• Позитрон или антиэлектрон — это античастица или антивещество, являющееся частью электрона.

Примечания

1. Позитрон иногда называют «антиэлектроном».
2. Знаменатель дробной версии — это обратная величина десятичной дроби (вместе с ее относительной стандартной неопределенностью2,9 × 10−11 ) ^.
3. В более старых источниках указывается отношение заряда к массе, а не современное отношение массы к заряду.
4. Магнетон Бора:

   ${\displaystyle \textstyle \mu _{\mathrm {B} }={\frac {e\hbar }{2m_{\mathrm {e} }}}}$

5. Классический радиус электрона выводится следующим образом. Предположим, что заряд электрона равномерно распределен по сферическому объему. Поскольку одна часть сферы отталкивает другие части, сфера содержит электростатическую потенциальную энергию. Предполагается, что эта энергия равна энергии покоя электрона , определяемой специальной теорией относительности ( E  =  mc ² ).
   Из теории электростатики потенциальная энергия сферы с радиусом r и зарядом e определяется как:

   ${\displaystyle E_{\mathrm {p} }={\frac {e^{2}}{8\pi \varepsilon _{0}r}},}$

   где ε ₀ — диэлектрическая проницаемость вакуума . Для электрона с массой покоя m ₀ энергия покоя равна:

   ${\displaystyle \textstyle E_{\mathrm {p} }=m_{0}c^{2},}$

   где c — скорость света в вакууме. Приравнивая их и решая относительно r, получаем классический радиус электрона.
   См.: Haken, Wolf, & Brewer (2005).
6. Излучение нерелятивистских электронов иногда называют циклотронным излучением .
7. Изменение длины волны Δ λ зависит от угла отдачи θ следующим образом:

   ${\displaystyle \textstyle \Delta \lambda ={\frac {h}{m_{\mathrm {e} }c}}(1-\cos \theta ),}$

   где c — скорость света в вакууме, а m _e — масса электрона. См. Zombeck (2007). ^{[81] : 393, 396}
8. Поляризация электронного пучка означает, что спины всех электронов направлены в одну сторону. Другими словами, проекции спинов всех электронов на вектор их импульса имеют один и тот же знак.

Ссылки

1. Eichten, EJ; Peskin, ME; Peskin, M. (1983). "Новые тесты для кварковой и лептонной субструктуры". Physical Review Letters . 50 (11): 811–814. Bibcode :1983PhRvL..50..811E. doi :10.1103/PhysRevLett.50.811. OSTI  1446807. S2CID  119918703.
2. Farrar, WV (1969). «Ричард Лэминг и угольно-газовая промышленность с его взглядами на структуру материи». Annals of Science . 25 (3): 243–254. doi :10.1080/00033796900200141.
3. Арабатзис, Т. (2006). Представление электронов: биографический подход к теоретическим сущностям. Издательство Чикагского университета. С. 70–74, 96. ISBN 978-0-226-02421-9. Архивировано из оригинала 2021-01-07 . Получено 2020-08-25 .
4. Бухвальд, Дж. З.; Уорвик, А. (2001). История электрона: рождение микрофизики. MIT Press . С. 195–203. ISBN 978-0-262-52424-7. Архивировано из оригинала 2021-01-26 . Получено 2020-08-25 .
5. Томсон, Дж. Дж. (1897). «Катодные лучи». Philosophical Magazine . 44 (269): 293–316. doi :10.1080/14786449708621070. Архивировано из оригинала 25.01.2022 . Получено 24.02.2022 .
6. "2022 CODATA Value: electronic mass". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
7. "2022 CODATA Value: electronic mass in u". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
8. "2022 CODATA Value: эквивалент энергии массы электрона в МэВ". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
9. Agostini, M.; et al. ( Borexino Collaboration) (2015). "Тест сохранения электрического заряда с помощью Borexino". Physical Review Letters . 115 (23): 231802. arXiv : 1509.01223 . Bibcode : 2015PhRvL.115w1802A. doi : 10.1103/PhysRevLett.115.231802. PMID  26684111. S2CID  206265225.
10. "2022 CODATA Value: Elementary Charge". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
11. "2022 CODATA Value: электронный магнитный момент". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
12. "Значение CODATA 2018: отношение магнитного момента электрона к магнетону Бора". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . 20 мая 2019 г. Архивировано из оригинала 2000-12-02 . Получено 2022-11-15 .
13. Коффи, Джерри (10 сентября 2010 г.). «Что такое электрон?». Архивировано из оригинала 11 ноября 2012 г. Получено 10 сентября 2010 г.
14. Curtis, LJ (2003). Структура атома и время жизни: концептуальный подход. Cambridge University Press. стр. 74. ISBN 978-0-521-53635-6. Архивировано из оригинала 2020-03-16 . Получено 2020-08-25 .
15. "CODATA value: proton-electron mass ratio". 2006 CODATA recommended values . Национальный институт стандартов и технологий . Архивировано из оригинала 28 марта 2019 года . Получено 18 июля 2009 года .
16. Анастопулос, К. (2008). Частица или волна: эволюция концепции материи в современной физике. Princeton University Press. С. 236–237. ISBN 978-0-691-13512-0. Архивировано из оригинала 2014-09-28 . Получено 2020-08-25 .
17. Pauling, LC (1960). Природа химической связи и структура молекул и кристаллов: введение в современную структурную химию (3-е изд.). Cornell University Press. стр. 4–10. ISBN 978-0-8014-0333-0.
18. Шипли, Дж. Т. (1945). Словарь происхождения слов . Философская библиотека . стр. 133. ISBN 978-0-88029-751-6.
19. Benjamin, Park (1898), История электричества (Интеллектуальный рост электричества) от античности до дней Бенджамина Франклина, Нью-Йорк: J. Wiley, стр. 315, 484–5, ISBN 978-1-313-10605-4
20. Кейтли, Дж. Ф. (1999). История электрических и магнитных измерений: от 500 г. до н. э. до 1940-х гг. IEEE Press . стр. 19–20. ISBN 978-0-7803-1193-0. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
21. Каджори, Флориан (1917). История физики в ее элементарных разделах: включая эволюцию физических лабораторий. Macmillan.
22. "Бенджамин Франклин (1706–1790)". Мир биографии Эрика Вайсштейна . Wolfram Research . Архивировано из оригинала 27 августа 2013 года . Получено 16 декабря 2010 года .
23. Майерс, Р. Л. (2006). Основы физики . Greenwood Publishing Group . стр. 242. ISBN 978-0-313-32857-2.
24. Барроу, Дж. Д. (1983). «Естественные единицы до Планка». Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества . 24 : 24–26. Библиографический код : 1983QJRAS..24...24B.
25. Окамура, Сого (1994). История электронных ламп. IOS Press. стр. 11. ISBN 978-90-5199-145-1. Архивировано из оригинала 11 мая 2016 года . Получено 29 мая 2015 года . В 1881 году Стоуни назвал этот электромагнитный «электролион». С 1891 года его стали называть «электрон». [...] В 1906 году было выдвинуто предложение называть частицы катодных лучей «электрионами», но благодаря мнению Лоренца из Голландии широкое распространение получило название «электроны».
26. Stoney, GJ (1894). «Of the "Electron," or Atom of Electricity». Philosophical Magazine . 38 (5): 418–420. doi :10.1080/14786449408620653. Архивировано из оригинала 2020-10-31 . Получено 2019-08-25 .
27. "electron, n.2". OED Online. Март 2013. Oxford University Press. Доступ 12 апреля 2013 г. [1] Архивировано 27 апреля 2021 г. на Wayback Machine
28. Суханов, А. Х., ред. (1986). Word Mysteries & Histories . Houghton Mifflin. стр. 73. ISBN 978-0-395-40265-8.
29. Гуральник, ДБ, ред. (1970). Словарь нового мира Вебстера . Prentice Hall. стр. 450.
30. Борн, М.; Блин-Стойл, Р. Дж.; Рэдклифф, Дж. М. (1989). Атомная физика. Courier Dover . стр. 26. ISBN 978-0-486-65984-8. Архивировано из оригинала 2021-01-26 . Получено 2020-08-25 .
31. Плюккер, М. (1858-12-01). "XLVI. Наблюдения за электрическим разрядом через разреженные газы". Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 16 (109): 408–418. doi :10.1080/14786445808642591. ISSN  1941-5982.
32. Дарриголь, Оливье (2003). Электродинамика от Ампера до Эйнштейна. OUP Oxford. ISBN 978-0-19-850593-8.
33. Leicester, HM (1971). Исторический фон химии. Courier Dover . стр. 221–222. ISBN 978-0-486-61053-5. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
34. Уиттекер, ET (1951). История теорий эфира и электричества . Т. 1. Лондон: Нельсон.
35. Томсон, Джордж (1970). «Неудачный эксперимент: Герц и природа катодных лучей». Заметки и записи Лондонского королевского общества . 25 (2): 237–242. doi :10.1098/rsnr.1970.0032. ISSN  0035-9149. JSTOR  530878.
36. ДеКоски, РК (1983). «Уильям Крукс и поиски абсолютного вакуума в 1870-х годах». Annals of Science . 40 (1): 1–18. doi :10.1080/00033798300200101.
37. Шустер, Артур (1890). «Разряд электричества через газы». Труды Лондонского королевского общества . 47 : 526–559. doi : 10.1098/rspl.1889.0111 . S2CID  96197979.
38. Вильчек, Франк (июнь 2012 г.). «С днем ​​рождения, электрон». Scientific American . Архивировано из оригинала 2013-11-01 . Получено 2022-02-24 .
39. Тренн, Т. Дж. (1976). «Резерфорд о классификации альфа-бета-гамма радиоактивных лучей». Isis . 67 (1): 61–75. doi :10.1086/351545. JSTOR  231134. S2CID  145281124.
40. Беккерель, Х. (1900). «Отклонение в области радиации на электрическом поле». Comptes rendus de l'Académie des Sciences (на французском языке). 130 : 809–815.
41. Бухвальд и Уорвик (2001:90–91).
42. Myers, WG (1976). «Открытие радиоактивности Беккерелем в 1896 году». Журнал ядерной медицины . 17 (7): 579–582. PMID  775027. Архивировано из оригинала 22.12.2008 . Получено 24.02.2022 .
43. Томсон, Дж. Дж. (1906). "Нобелевская лекция: Носители отрицательного электричества" (PDF) . Нобелевский фонд . Архивировано из оригинала (PDF) 10 октября 2008 года . Получено 25 августа 2008 года .
44. Авраам Пайс (1997). «Открытие электрона – 100 лет элементарных частиц» (PDF) . Beam Line . 1 : 4–16. Архивировано (PDF) из оригинала 2021-09-14 . Получено 2021-09-04 .
45. Кауфманн, В. (1897). «Die Magneticische Ablenkbarkeit der Kathodenstrahlen und ihre Abhängigkeit vom Entladungspotential». Аннален дер Физик и Химия . 297 (7): 544–552. Бибкод : 1897АнП...297..544К. дои : 10.1002/andp.18972970709. ISSN  0003-3804. Архивировано из оригинала 24 февраля 2022 г. Проверено 24 февраля 2022 г.
46. O'Hara, JG (март 1975). «Джордж Джонстон Стоуни, член Королевского общества, и концепция электрона». Заметки и записи Лондонского королевского общества . 29 (2). Королевское общество: 265–276. doi :10.1098/rsnr.1975.0018. JSTOR  531468. S2CID  145353314.
47. Стоуни, Джордж Джонстон (1891). «О причине двойных линий и равноотстоящих спутников в спектрах газов». Научные труды Королевского Дублинского общества . 4 : 583–608.
48. Кикоин, ИК; Соминский, И.С. (1961). «Абрам Федорович Иоффе (к восьмидесятилетию со дня рождения)». Успехи советской физики . 3 (5): 798–809. Бибкод : 1961СвФУ...3..798К. doi : 10.1070/PU1961v003n05ABEH005812.Оригинальная публикация на русском языке: Кикоин, И.К.; Соминский, М.С. (1960). «Академик А.Ф. Иоффе». Успехи физических наук . 72 (10): 303–321. дои : 10.3367/UFNr.0072.196010e.0307 .
49. Millikan, RA (1911). «Выделение иона, точное измерение его заряда и исправление закона Стокса» (PDF) . Physical Review . 32 (2): 349–397. Bibcode :1911PhRvI..32..349M. doi :10.1103/PhysRevSeriesI.32.349. Архивировано (PDF) из оригинала 2020-03-17 . Получено 2019-06-21 .
50. Das Gupta, NN; Ghosh, SK (1999). «Отчет о камере Вильсона и ее применении в физике». Reviews of Modern Physics . 18 (2): 225–290. Bibcode : 1946RvMP...18..225G. doi : 10.1103/RevModPhys.18.225.
51. Смирнов, Б. М. (2003). Физика атомов и ионов. Springer . С. 14–21. ISBN 978-0-387-95550-6. Архивировано из оригинала 2020-05-09 . Получено 2020-08-25 .
52. Бор, Н. (1922). "Нобелевская лекция: структура атома" (PDF) . Нобелевский фонд . Архивировано (PDF) из оригинала 3 декабря 2008 г. . Получено 3 декабря 2008 г. .
53. Льюис, Г. Н. (1916). «Атом и молекула». Журнал Американского химического общества . 38 (4): 762–786. doi :10.1021/ja02261a002. S2CID  95865413. Архивировано (PDF) из оригинала 25-08-2019 . Получено 25-08-2019 .
54. Arabatzis, T.; Gavroglu, K. (1997). "The chemists' electron" (PDF) . European Journal of Physics . 18 (3): 150–163. Bibcode :1997EJPh...18..150A. doi :10.1088/0143-0807/18/3/005. S2CID  56117976. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-06-05.
55. Langmuir, I. (1919). «Расположение электронов в атомах и молекулах». Журнал Американского химического общества . 41 (6): 868–934. doi :10.1021/ja02227a002. Архивировано из оригинала 2021-01-26 . Получено 2019-06-21 .
56. Scerri, ER (2007). Периодическая таблица . Oxford University Press. С. 205–226. ISBN 978-0-19-530573-9.
57. Массими, М. (2005). Принцип исключения Паули, происхождение и обоснование научного принципа. Cambridge University Press. стр. 7–8. ISBN 978-0-521-83911-2. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
58. Уленбек, GE; Гаудсмит, С. (1925). «Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des Internalen Verhaltens jedes einzelnen Elektrons». Die Naturwissenschaften (на немецком языке). 13 (47): 953–954. Бибкод : 1925NW.....13..953E. дои : 10.1007/BF01558878. S2CID  32211960.
59. Паули, В. (1923). «Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes». Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 16 (1): 155–164. Бибкод : 1923ZPhy...16..155P. дои : 10.1007/BF01327386. S2CID  122256737.
60. de Broglie, L. (1929). "Нобелевская лекция: Волновая природа электрона" (PDF) . Нобелевский фонд . Архивировано (PDF) из оригинала 4 октября 2008 г. . Получено 30 августа 2008 г. .
61. Фалкенбург, Б. (2007). Метафизика частиц: Критический отчет о субатомной реальности. Springer . стр. 85. Bibcode : 2007pmca.book.....F. ISBN 978-3-540-33731-7. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
62. Дэвиссон, К. (1937). "Нобелевская лекция: открытие электронных волн" (PDF) . Нобелевский фонд . Архивировано (PDF) из оригинала 9 июля 2008 года . Получено 30 августа 2008 года .
63. Наварро, Жауме (2010). «Дифракция электронов у Томсона: ранние отклики на квантовую физику в Британии». Британский журнал истории науки . 43 (2): 245–275. doi :10.1017/S0007087410000026. ISSN  0007-0874. S2CID  171025814.
64. Шрёдингер, Э. (1926). «Quantisierung als Eigenwertproblem». Аннален дер Физик (на немецком языке). 385 (13): 437–490. Бибкод : 1926АнП...385..437С. дои : 10.1002/andp.19263851302.
65. Ригден, Дж. С. (2003). Водород. Издательство Гарвардского университета. С. 59–86. ISBN 978-0-674-01252-3. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
66. Рид, BC (2007). Квантовая механика. Jones & Bartlett Publishers . С. 275–350. ISBN 978-0-7637-4451-9. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
67. Дирак, ПАМ (1928). "Квантовая теория электрона" (PDF) . Труды Королевского общества A . 117 (778): 610–624. Bibcode :1928RSPSA.117..610D. doi : 10.1098/rspa.1928.0023 . Архивировано (PDF) из оригинала 25.11.2018 . Получено 24.02.2022 .
68. Дирак, ПАМ (1933). "Нобелевская лекция: теория электронов и позитронов" (PDF) . Нобелевский фонд . Архивировано (PDF) из оригинала 23 июля 2008 г. . Получено 1 ноября 2008 г. .
69. Андерсон, Карл Д. (1933-03-15). «Положительный электрон». Physical Review . 43 (6): 491–494. Bibcode : 1933PhRv...43..491A. doi : 10.1103/PhysRev.43.491 . ISSN  0031-899X.
70. "Нобелевская премия по физике 1965 года". Нобелевский фонд . Архивировано из оригинала 24 октября 2008 года . Получено 4 ноября 2008 года .
71. Panofsky, WKH (1997). "The Evolution of Particle Accelerators & Colliders" (PDF) . Beam Line . 27 (1): 36–44. Архивировано (PDF) из оригинала 9 сентября 2008 г. . Получено 15 сентября 2008 г. .
72. Элдер, Ф. Р. и др. (1947). «Излучение электронов в синхротроне». Physical Review . 71 (11): 829–830. Bibcode :1947PhRv...71..829E. doi :10.1103/PhysRev.71.829.5.
73. Hoddeson, L.; et al. (1997). Расцвет Стандартной модели: физика элементарных частиц в 1960-х и 1970-х годах. Cambridge University Press . С. 25–26. ISBN 978-0-521-57816-5. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
74. Бернардини, К. (2004). «AdA: Первый электрон-позитронный коллайдер». Physics in Perspective . 6 (2): 156–183. Bibcode : 2004PhP.....6..156B. doi : 10.1007/s00016-003-0202-y. S2CID  122534669.
75. "Testing the Standard Model: The LEP experimentals". CERN . 2008. Архивировано из оригинала 14 сентября 2008. Получено 15 сентября 2008 .
76. "LEP пожинает последний урожай". CERN Courier . 40 (10). 2000. Архивировано из оригинала 2017-09-30 . Получено 2022-02-24 .
77. Prati, E.; De Michielis, M.; Belli, M.; Cocco, S.; Fanciulli, M.; Kotekar-Patil, D.; Ruoff, M.; Kern, DP; Wharam, DA; Verduijn, J.; Tettamanzi, GC; Rogge, S.; Roche, B.; Wacquez, R.; Jehl, X.; Vinet, M.; Sanquer, M. (2012). "Предел малого числа электронов в одноэлектронных транзисторах на основе металл-оксида-полупроводника n-типа". Nanotechnology . 23 (21): 215204. arXiv : 1203.4811 . Bibcode :2012Nanot..23u5204P. CiteSeerX 10.1.1.756.4383 . doi : 10.1088/0957-4484/23/21/215204. PMID  22552118. S2CID  206063658. 
78. Фрэмптон, PH; Ханг, PQ; Шер, Марк (2000). «Кварки и лептоны за пределами третьего поколения». Physics Reports . 330 (5–6): 263–348. arXiv : hep-ph/9903387 . Bibcode : 2000PhR...330..263F. doi : 10.1016/S0370-1573(99)00095-2. S2CID  119481188.
79. Raith, W.; Mulvey, T. (2001). Составляющие вещества: атомы, молекулы, ядра и частицы . CRC Press . стр. 777–781. ISBN 978-0-8493-1202-1.
80. Первоисточник CODATA — Mohr, PJ; Taylor, BN; Newell, DB (2008). «CODATA recommended values ​​of the fundamental physical constants» (Рекомендуемые значения фундаментальных физических констант CODATA). Reviews of Modern Physics . 80 (2): 633–730. arXiv : 0801.0028 . Bibcode : 2008RvMP...80..633M. CiteSeerX 10.1.1.150.1225 . doi : 10.1103/RevModPhys.80.633. 

    Отдельные физические константы из CODATA доступны по адресу:

    "Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности". Национальный институт стандартов и технологий . Архивировано из оригинала 2009-01-16 . Получено 2009-01-15 .
81. Zombeck, MV (2007). Справочник по космической астрономии и астрофизике (3-е изд.). Cambridge University Press. стр. 14. ISBN 978-0-521-78242-5. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
82. Murphy, MT; et al. (2008). "Строгий предел переменного отношения масс протона к электронам из молекул в далекой Вселенной". Science . 320 (5883): 1611–1613. arXiv : 0806.3081 . Bibcode :2008Sci...320.1611M. doi :10.1126/science.1156352. PMID  18566280. S2CID  2384708.
83. Зорн, Дж. К.; Чемберлен, Дж. Э.; Хьюз, В. В. (1963). «Экспериментальные пределы для разности зарядов электрона и протона и для заряда нейтрона». Physical Review . 129 (6): 2566–2576. Bibcode : 1963PhRv..129.2566Z. doi : 10.1103/PhysRev.129.2566.
84. Гупта, MC (2001). Атомная и молекулярная спектроскопия. New Age Publishers. стр. 81. ISBN 978-81-224-1300-7. Архивировано из оригинала 2014-09-30 . Получено 2020-08-25 .
85. Odom, B.; et al. (2006). "Новое измерение магнитного момента электрона с использованием одноэлектронного квантового циклотрона". Physical Review Letters . 97 (3): 030801. Bibcode : 2006PhRvL..97c0801O. doi : 10.1103/PhysRevLett.97.030801. PMID  16907490.
86. "2022 CODATA Value: Bohr magneton". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
87. Анастопулос, К. (2008). Частица или волна: эволюция концепции материи в современной физике. Princeton University Press. С. 261–262. ISBN 978-0-691-13512-0. Архивировано из оригинала 2021-01-07 . Получено 2020-08-25 .
88. Габриэльс, Г.; и др. (2006). "Новое определение постоянной тонкой структуры из значения g электрона и QED". Physical Review Letters . 97 (3): 030802(1–4). Bibcode :2006PhRvL..97c0802G. doi :10.1103/PhysRevLett.97.030802. PMID  16907491. S2CID  763602.
89. "Великобритания | Англия | Физики 'заставляют электроны разделяться'". BBC News . 2009-08-28. Архивировано из оригинала 2017-08-31 . Получено 2016-07-11 .
90. Открытие о поведении строительного блока природы может привести к компьютерной революции Архивировано 2019-04-04 в Wayback Machine . Science Daily (31 июля 2009 г.)
91. Яррис, Линн (2006-07-13). «Первые прямые наблюдения спинонов и холонов». Lbl.gov. Архивировано из оригинала 2022-02-24 . Получено 2016-07-11 .
92. Эдуард Шпольский , Атомная физика (Атомная физика), второе издание, 1951 г.
93. Демельт, Х. (1988). «Отдельная атомная частица, вечно плавающая в покое в свободном пространстве: новое значение радиуса электрона». Physica Scripta . T22 : 102–110. Bibcode : 1988PhST...22..102D. doi : 10.1088/0031-8949/1988/T22/016. S2CID  250760629.
94. Габриэльс, Джеральд . «Электронная субструктура». Физика. Гарвардский университет. Архивировано из оригинала 2019-04-10 . Получено 2016-06-21 .
95. Мешеде, Д. (2004). Оптика, свет и лазеры: практический подход к современным аспектам фотоники и лазерной физики. Wiley-VCH . стр. 168. ISBN 978-3-527-40364-6. Архивировано из оригинала 2014-08-21 . Получено 2020-08-25 .
96. Хакен, Х.; Вольф, Х.К.; Брюэр, У.Д. (2005). Физика атомов и квантов: Введение в эксперименты и теорию. Springer . стр. 70. ISBN 978-3-540-67274-6. Архивировано из оригинала 2021-05-10 . Получено 2020-08-25 .
97. Steinberg, RI; et al. (1999). «Экспериментальная проверка сохранения заряда и стабильности электрона». Physical Review D. 61 ( 2): 2582–2586. Bibcode :1975PhRvD..12.2582S. doi :10.1103/PhysRevD.12.2582.
98. Beringer, J.; et al. (Particle Data Group) (2012). "Обзор физики элементарных частиц: [свойства электронов]" (PDF) . Physical Review D . 86 (1): 010001. Bibcode :2012PhRvD..86a0001B. doi : 10.1103/PhysRevD.86.010001 . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-01-15 . Получено 2022-02-24 .
99. Back, HO; et al. (2002). «Поиск режима распада электронов e → γ + ν с прототипом детектора Borexino». Physics Letters B . 525 (1–2): 29–40. Bibcode :2002PhLB..525...29B. doi : 10.1016/S0370-2693(01)01440-X .
100. Munowitz, M. (2005). Знание природы физического закона . Oxford University Press. стр. 162. ISBN 978-0-19-516737-5.
101. Кейн, Г. (9 октября 2006 г.). «Действительно ли виртуальные частицы постоянно появляются и исчезают? Или они просто математический бухгалтерский аппарат для квантовой механики?». Scientific American . Получено 19 сентября 2008 г.
102. Тейлор, Дж. (1989). «Калибровочные теории в физике элементарных частиц». В Дэвис, Пол (ред.). Новая физика . Cambridge University Press . стр. 464. ISBN 978-0-521-43831-5. Архивировано из оригинала 2014-09-21 . Получено 2020-08-25 .
103. Genz, H. (2001). Ничто: Наука о пустом пространстве . Da Capo Press . С. 241–243, 245–247. ISBN 978-0-7382-0610-3.
104. Gribbin, J. (25 января 1997 г.). «Больше об электронах, чем кажется на первый взгляд». New Scientist . Архивировано из оригинала 11 февраля 2015 г. Получено 17 сентября 2008 г.
105. Левин, И.; и др. (1997). «Измерение электромагнитной связи при большой передаче импульса». Physical Review Letters . 78 (3): 424–427. Bibcode : 1997PhRvL..78..424L. doi : 10.1103/PhysRevLett.78.424.
106. Мураяма, Х. (10–17 марта 2006 г.). Supersymmetry Breaking Made Easy, Viable and Generic . Труды XLIInd Rencontres de Moriond по электрослабым взаимодействиям и объединенным теориям. Ла-Тюиль, Италия. arXiv : 0709.3041 . Bibcode : 2007arXiv0709.3041M.– указывает на разницу в массе электрона в 9%, что соответствует расстоянию Планка .
107. Швингер, Дж. (1948). «О квантовой электродинамике и магнитном моменте электрона». Physical Review . 73 (4): 416–417. Bibcode :1948PhRv...73..416S. doi : 10.1103/PhysRev.73.416 .
108. Хуан, К. (2007). Фундаментальные силы природы: история калибровочных полей. World Scientific . стр. 123–125. ISBN 978-981-270-645-4. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
109. Foldy, LL; Wouthuysen, S. (1950). «О теории Дирака для частиц со спином 1/2 и ее нерелятивистском пределе». Physical Review . 78 (1): 29–36. Bibcode :1950PhRv...78...29F. doi :10.1103/PhysRev.78.29.
110. Гриффитс, Дэвид Дж. (1998). Введение в электродинамику (3-е изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-805326-0.
111. Кроуэлл, Б. (2000). Электричество и магнетизм. Свет и материя. С. 129–152. ISBN 978-0-9704670-4-1. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
112. Махадеван, Р.; Нараян, Р.; Йи, И. (1996). «Гармония в электронах: циклотронное и синхротронное излучение тепловых электронов в магнитном поле». Астрофизический журнал . 465 : 327–337. arXiv : astro-ph/9601073 . Bibcode : 1996ApJ...465..327M. doi : 10.1086/177422. S2CID  16324613.
113. Рорлих, Ф. (1999). «Самосиловая и радиационная реакция». Американский журнал физики . 68 (12): 1109–1112. Bibcode : 2000AmJPh..68.1109R. doi : 10.1119/1.1286430.
114. Georgi, H. (1989). "Grand Unified Theories". В Davies, Paul (ред.). The New Physics . Cambridge University Press. стр. 427. ISBN 978-0-521-43831-5. Архивировано из оригинала 2014-09-21 . Получено 2020-08-25 .
115. Блюменталь, Г. Дж.; Гулд, Р. (1970). «Тормозное излучение, синхротронное излучение и комптоновское рассеяние электронов высокой энергии, проходящих через разреженные газы». Обзоры современной физики . 42 (2): 237–270. Bibcode : 1970RvMP...42..237B. doi : 10.1103/RevModPhys.42.237.
116. "Нобелевская премия по физике 1927 года". Нобелевский фонд . 2008. Архивировано из оригинала 24 октября 2008 года . Получено 28 сентября 2008 года .
117. Чен, С.-Ю.; Максимчук, А.; Умштадтер, Д. (1998). «Экспериментальное наблюдение релятивистского нелинейного томсоновского рассеяния». Nature . 396 (6712): 653–655. arXiv : physics/9810036 . Bibcode :1998Natur.396..653C. doi :10.1038/25303. S2CID  16080209.
118. "2022 CODATA Value: постоянная тонкой структуры". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 2024-05-18 .
119. Берингер, Р.; Монтгомери, К. Г. (1942). «Угловое распределение аннигиляционного излучения позитронов». Physical Review . 61 (5–6): 222–224. Bibcode :1942PhRv...61..222B. doi :10.1103/PhysRev.61.222.
120. Буффа, А. (2000). College Physics (4-е изд.). Prentice Hall. стр. 888. ISBN 978-0-13-082444-8.
121. Eichler, J. (2005). «Рождение электронно-позитронных пар в релятивистских столкновениях ионов с атомами». Physics Letters A. 347 ( 1–3): 67–72. Bibcode : 2005PhLA..347...67E. doi : 10.1016/j.physleta.2005.06.105.
122. Хаббелл, Дж. Х. (2006). «Производство электронно-позитронных пар фотонами: исторический обзор». Radiation Physics and Chemistry  [fr] . 75 (6): 614–623. Bibcode : 2006RaPC...75..614H. doi : 10.1016/j.radphyschem.2005.10.008. Архивировано из оригинала 21.06.2019 . Получено 21.06.2019 .
123. Куигг, К. (4–30 июня 2000 г.). Теория электрослабого взаимодействия . TASI 2000: Физика ароматов для тысячелетия. Боулдер, Колорадо. стр. 80. arXiv : hep-ph/0204104 . Bibcode : 2002hep.ph....4104Q.
124. Типлер, Пол; Ллевеллин, Ральф (2003). Современная физика (иллюстрированное издание). Macmillan. ISBN 978-0-7167-4345-3.
125. Burhop, EHS (1952). Эффект Оже и другие безызлучательные переходы . Cambridge University Press. стр. 2–3. ISBN 978-0-88275-966-1.
126. Джайлс, Д. (1998). Введение в магнетизм и магнитные материалы. CRC Press . С. 280–287. ISBN 978-0-412-79860-3. Архивировано из оригинала 2021-01-26 . Получено 2020-08-25 .
127. Левдин, ПО; Эркки Брендас, Э.; Крячко, Е.С. (2003). Фундаментальный мир квантовой химии: дань памяти Пер-Олова Левдина. Springer Science+Business Media. С. 393–394. ISBN 978-1-4020-1290-7. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
128. МакКуорри, ДА; Саймон, ДЖД (1997). Физическая химия: молекулярный подход. University Science Books. стр. 325–361. ISBN 978-0-935702-99-6. Архивировано из оригинала 2021-01-07 . Получено 2020-08-25 .
129. Даудель, Р.; и др. (1974). «Электронная пара в химии». Канадский журнал химии . 52 (8): 1310–1320. doi : 10.1139/v74-201 .
130. Раков, ВА; Уман, М.А. (2007). Молния: физика и эффекты. Cambridge University Press. стр. 4. ISBN 978-0-521-03541-5. Архивировано из оригинала 2021-01-26 . Получено 2020-08-25 .
131. Freeman, GR; March, NH (1999). «Трибоэлектричество и некоторые связанные с ним явления». Materials Science and Technology . 15 (12): 1454–1458. Bibcode : 1999MatST..15.1454F. doi : 10.1179/026708399101505464.
132. Форвард, К. М.; Лакс, Д. Д.; Санкаран, Р. М. (2009). «Методология изучения трибоэлектрификации частица–частица в гранулированных материалах». Журнал электростатики  [tr] . 67 (2–3): 178–183. doi :10.1016/j.elstat.2008.12.002.
133. Вайнберг, С. (2003). Открытие субатомных частиц . Cambridge University Press. С. 15–16. ISBN 978-0-521-82351-7.
134. Лу, Л.-Ф. (2003). Введение в фононы и электроны. World Scientific . стр. 162, 164. Bibcode :2003ipe..book.....L. ISBN 978-981-238-461-4. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
135. Гуру, Б.С.; Хызыроглу, Х.Р. (2004). Основы теории электромагнитного поля . Cambridge University Press. С. 138, 276. ISBN 978-0-521-83016-4.
136. Ачутан, МК; Бхат, КН (2007). Основы полупроводниковых приборов. Tata McGraw-Hill . стр. 49–67. ISBN 978-0-07-061220-4. Архивировано из оригинала 2021-01-07 . Получено 2020-08-25 .
137. Ziman, JM (2001). Электроны и фононы: теория явлений переноса в твердых телах. Oxford University Press. стр. 260. ISBN 978-0-19-850779-6. Архивировано из оригинала 2022-02-24 . Получено 2020-08-25 .
138. Main, P. (12 июня 1993 г.). «Когда электроны плывут по течению: устраните препятствия, которые создают электрическое сопротивление, и вы получите баллистические электроны и квантовый сюрприз». New Scientist . 1887 : 30. Архивировано из оригинала 11 февраля 2015 г. Получено 9 октября 2008 г.
139. Блэквелл, GR (2000). Справочник по электронным упаковкам. CRC Press . С. 6.39–6.40. ISBN 978-0-8493-8591-9. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
140. Дюррант, А. (2000). Квантовая физика материи: Физический мир. CRC Press. С. 43, 71–78. ISBN 978-0-7503-0721-5. Архивировано из оригинала 2016-05-27 . Получено 2015-10-16 .
141. "Нобелевская премия по физике 1972 года". Нобелевский фонд . 2008. Архивировано из оригинала 11 октября 2008 года . Получено 13 октября 2008 года .
142. Кадин, AM (2007). «Пространственная структура куперовской пары». Журнал сверхпроводимости и нового магнетизма  [tr] . 20 (4): 285–292. arXiv : cond-mat/0510279 . doi :10.1007/s10948-006-0198-z. S2CID  54948290.
143. «Открытие поведения строительных блоков природы может привести к компьютерной революции». ScienceDaily . 31 июля 2009 г. Архивировано из оригинала 4 апреля 2019 г. Получено 1 августа 2009 г.
144. Jompol, Y.; et al. (2009). "Исследование разделения спина и заряда в жидкости Томонаги-Латтинжера". Science . 325 (5940): 597–601. arXiv : 1002.2782 . Bibcode :2009Sci...325..597J. doi :10.1126/science.1171769. PMID  19644117. S2CID  206193.
145. "Нобелевская премия по физике 1958 года за открытие и интерпретацию эффекта Черенкова". Нобелевский фонд . 2008. Архивировано из оригинала 18 октября 2008 года . Получено 25 сентября 2008 года .
146. "Специальная теория относительности". Стэнфордский центр линейных ускорителей . 26 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 28 августа 2008 г. Получено 25 сентября 2008 г.
147. Адамс, С. (2000). Границы: Физика двадцатого века. CRC Press . стр. 215. ISBN 978-0-7484-0840-5. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
148. Бьянкини, Лоренцо (2017). Избранные упражнения по физике элементарных частиц и ядерной физике. Springer. стр. 79. ISBN 978-3-319-70494-4. Архивировано из оригинала 2020-01-02 . Получено 2018-04-20 .
149. Lurquin, PF (2003). Происхождение жизни и Вселенной . Columbia University Press. стр. 2. ISBN 978-0-231-12655-7.
150. Силк, Дж. (2000). Большой взрыв: создание и эволюция Вселенной (3-е изд.). Macmillan. стр. 110–112, 134–137. ISBN 978-0-8050-7256-3.
151. Kolb, EW; Wolfram, Stephen (1980). "The Development of Baryon Asymmetry in the Early Universe" (PDF) . Physics Letters B . 91 (2): 217–221. Bibcode :1980PhLB...91..217K. doi :10.1016/0370-2693(80)90435-9. S2CID  122680284. Архивировано (PDF) из оригинала 2020-10-30 . Получено 2020-08-25 .
152. Sather, E. (весна–лето 1996 г.). «Тайна асимметрии материи» (PDF) . Линия пучка . Стэнфордский университет. Архивировано (PDF) из оригинала 12 октября 2008 г. . Получено 1 ноября 2008 г. .
153. Берлз, С.; Ноллетт, К.М.; Тернер, М.С. (1999). «Нуклеосинтез Большого Взрыва: Связь Внутреннего Пространства и Внешнего Пространства». arXiv : astro-ph/9903300 .
154. Boesgaard, AM; Steigman, G. (1985). «Нуклеосинтез большого взрыва – теории и наблюдения». Annual Review of Astronomy and Astrophysics . 23 (2): 319–378. Bibcode : 1985ARA&A..23..319B. doi : 10.1146/annurev.aa.23.090185.001535.
155. Barkana, R. (2006). «Первые звезды во Вселенной и космическая реионизация». Science . 313 (5789): 931–934. arXiv : astro-ph/0608450 . Bibcode :2006Sci...313..931B. CiteSeerX 10.1.1.256.7276 . doi :10.1126/science.1125644. PMID  16917052. S2CID  8702746. 
156. Burbidge, EM; et al. (1957). "Synthesis of Elements in Stars" (PDF) . Reviews of Modern Physics . 29 (4): 548–647. Bibcode :1957RvMP...29..547B. doi : 10.1103/RevModPhys.29.547 . Архивировано (PDF) из оригинала 2018-07-23 . Получено 2019-06-21 .
157. Родберг, Л. С.; Вайскопф, В. (1957). «Падение четности: недавние открытия, связанные с симметрией законов природы». Science . 125 (3249): 627–633. Bibcode :1957Sci...125..627R. doi :10.1126/science.125.3249.627. PMID  17810563.
158. Fryer, CL (1999). «Массовые ограничения для образования черных дыр». The Astrophysical Journal . 522 (1): 413–418. arXiv : astro-ph/9902315 . Bibcode : 1999ApJ...522..413F. doi : 10.1086/307647. S2CID  14227409.
159. Парих, МК; Вильчек, Ф. (2000). «Излучение Хокинга как туннелирование». Physical Review Letters . 85 (24): 5042–5045. arXiv : hep-th/9907001 . Bibcode : 2000PhRvL..85.5042P. doi : 10.1103/PhysRevLett.85.5042. hdl : 1874/17028. PMID  11102182. S2CID  8013726.
160. Хокинг, SW (1974). «Взрывы черных дыр?». Nature . 248 (5443): 30–31. Bibcode : 1974Natur.248...30H. doi : 10.1038/248030a0. S2CID  4290107.
161. Halzen, F. ; Hooper, D. (2002). "High-energy neutrino astronomy: the cosmic ray connection". Reports on Progress in Physics . 66 (7): 1025–1078. arXiv : astro-ph/0204527 . Bibcode :2002RPPh...65.1025H. doi :10.1088/0034-4885/65/7/201. S2CID  53313620.
162. Циглер, Дж. Ф. (1998). «Интенсивность земных космических лучей». IBM Journal of Research and Development . 42 (1): 117–139. Bibcode : 1998IBMJ...42..117Z. doi : 10.1147/rd.421.0117.
163. Sutton, C. (4 августа 1990 г.). «Мюоны, пионы и другие странные частицы». New Scientist . Архивировано из оригинала 11 февраля 2015 г. Получено 28 августа 2008 г.
164. Wolpert, S. (24 июля 2008 г.). «Ученые разгадали тайну 30-летнего северного сияния» (пресс-релиз). Калифорнийский университет. Архивировано из оригинала 17 августа 2008 г. Получено 11 октября 2008 г.
165. Гурнетт, ДА; Андерсон, Р. (1976). «Электронные плазменные колебания, связанные с радиовсплесками типа III». Science . 194 (4270): 1159–1162. Bibcode :1976Sci...194.1159G. doi :10.1126/science.194.4270.1159. PMID  17790910. S2CID  11401604.
166. Martin, WC; Wiese, WL (2007). «Атомная спектроскопия: сборник основных идей, обозначений, данных и формул». Национальный институт стандартов и технологий . Архивировано из оригинала 8 февраля 2007 года . Получено 8 января 2007 года .
167. Фаулз, GR (1989). Введение в современную оптику. Courier Dover . стр. 227–233. ISBN 978-0-486-65957-2. Архивировано из оригинала 2021-01-07 . Получено 2020-08-25 .
168. Grupen, C. (2000). «Физика обнаружения частиц». Труды конференции AIP . 536 : 3–34. arXiv : physics/9906063 . Bibcode : 2000AIPC..536....3G. doi : 10.1063/1.1361756. S2CID  119476972.
169. "Нобелевская премия по физике 1989 года". Нобелевский фонд . 2008. Архивировано из оригинала 28 сентября 2008 года . Получено 24 сентября 2008 года .
170. Экстром, П.; Уайнленд, Дэвид (1980). "Изолированный электрон" (PDF) . Scientific American . 243 (2): 91–101. Bibcode :1980SciAm.243b.104E. doi :10.1038/scientificamerican0880-104. Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2019 года . Получено 24 сентября 2008 года .
171. Mauritsson, J. "Electron filmed for the first time ever" (PDF) . Lund University . Архивировано из оригинала (PDF) 25 марта 2009 . Получено 17 сентября 2008 .
172. Mauritsson, J.; et al. (2008). «Когерентное рассеяние электронов, зафиксированное аттосекундным квантовым стробоскопом». Physical Review Letters . 100 (7): 073003. arXiv : 0708.1060 . Bibcode : 2008PhRvL.100g3003M. doi : 10.1103/PhysRevLett.100.073003. PMID  18352546. S2CID  1357534.
173. Дамаскелли, А. (2004). «Исследование электронной структуры сложных систем с помощью ARPES». Physica Scripta . T109 : 61–74. arXiv : cond-mat/0307085 . Bibcode : 2004PhST..109...61D. doi : 10.1238/Physica.Topical.109a00061. S2CID  21730523.
174. "Image # L-1975-02972". Исследовательский центр Лэнгли . NASA . 4 апреля 1975 г. Архивировано из оригинала 7 декабря 2008 г. Получено 20 сентября 2008 г.
175. Элмер, Дж. (3 марта 2008 г.). «Стандартизация искусства электронно-лучевой сварки». Национальная лаборатория им. Лоуренса в Ливерморе . Архивировано из оригинала 20 сентября 2008 г. Получено 16 октября 2008 г.
176. Шульц, Х. (1993). Электронно-лучевая сварка. Woodhead Publishing . С. 2–3. ISBN 978-1-85573-050-2. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
177. Бенедикт, ГФ (1987). Нетрадиционные производственные процессы. Производственная инженерия и обработка материалов. Том 19. CRC Press . С. 273. ISBN 978-0-8247-7352-6. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
178. Оздемир, Ф. С. (25–27 июня 1979 г.). Электронно-лучевая литография. Труды 16-й конференции по автоматизации проектирования. Сан-Диего, Калифорния: IEEE Press . С. 383–391 . Получено 16 октября 2008 г.
179. Маду, М. Дж. (2002). Основы микропроизводства: наука миниатюризации (2-е изд.). CRC Press. С. 53–54. ISBN 978-0-8493-0826-0. Архивировано из оригинала 2021-01-07 . Получено 2020-08-25 .
180. Йонген, И.; Херер, А. (2–5 мая 1996 г.). [название не указано] . Совместное заседание APS/AAPT. Сканирование электронного пучка в промышленных приложениях. Американское физическое общество . Bibcode : 1996APS..MAY.H9902J.
181. Mobus, G.; et al. (2010). «Квазиплавление щелочно-боросиликатных стекол в наномасштабе под электронным облучением». Журнал ядерных материалов . 396 (2–3): 264–271. Bibcode : 2010JNuM..396..264M. doi : 10.1016/j.jnucmat.2009.11.020.
182. Beddar, AS; Domanovic, Mary Ann; Kubu, Mary Lou; Ellis, Rod J.; Sibata, Claudio H.; Kinsella, Timothy J. (2001). «Мобильные линейные ускорители для интраоперационной лучевой терапии». AORN Journal . 74 (5): 700–705. doi :10.1016/S0001-2092(06)61769-9. PMID  11725448.
183. Gazda, MJ; Coia, LR (1 июня 2007 г.). "Принципы лучевой терапии" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2 ноября 2013 г. . Получено 31 октября 2013 г. .
184. Чао, AW; Тигнер, М. (1999). Справочник по физике и технике ускорителей. World Scientific . стр. 155, 188. ISBN 978-981-02-3500-0. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
185. Oura, K.; et al. (2003). Surface Science: An Introduction . Springer Science+Business Media . стр. 1–45. ISBN 978-3-540-00545-2.
186. Ичимия, А.; Коэн, ПИ (2004). Дифракция электронов высокой энергии на отражение. Cambridge University Press. стр. 1. ISBN 978-0-521-45373-8. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
187. Хеппелл, ТА (1967). «Комбинированный аппарат для дифракции электронов низкой энергии и отражения высокой энергии». Журнал научных приборов . 44 (9): 686–688. Bibcode : 1967JScI...44..686H. doi : 10.1088/0950-7671/44/9/311.
188. McMullan, D. (1993). «Сканирующая электронная микроскопия: 1928–1965». Кембриджский университет. Архивировано из оригинала 16 марта 2009 года . Получено 23 марта 2009 года .
189. Slayter, HS (1992). Световая и электронная микроскопия. Cambridge University Press. стр. 1. ISBN 978-0-521-33948-3. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
190. Cember, H. (1996). Введение в физику здоровья. McGraw-Hill Professional . стр. 42–43. ISBN 978-0-07-105461-4. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
191. Эрни, Р.; и др. (2009). «Визуализация атомного разрешения с помощью электронного зонда Sub-50-pm». Physical Review Letters . 102 (9): 096101. Bibcode : 2009PhRvL.102i6101E. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.096101. PMID  19392535. Архивировано из оригинала 2020-01-02 . Получено 2018-08-17 .
192. Bozzola, JJ; Russell, LD (1999). Электронная микроскопия: принципы и методы для биологов. Jones & Bartlett Publishers . стр. 12, 197–199. ISBN 978-0-7637-0192-5. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
193. Flegler, SL; Heckman, JW Jr.; Klomparens, KL (1995). Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия: введение (переиздание). Oxford University Press. стр. 43–45. ISBN 978-0-19-510751-7.
194. Bozzola, JJ; Russell, LD (1999). Электронная микроскопия: принципы и методы для биологов (2-е изд.). Jones & Bartlett Publishers . стр. 9. ISBN 978-0-7637-0192-5. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
195. Фройнд, HP; Антонсен, T. (1996). Принципы лазеров на свободных электронах. Springer . С. 1–30. ISBN 978-0-412-72540-1. Архивировано из оригинала 2022-02-04 . Получено 2020-08-25 .
196. Кицмиллер, Дж. В. (1995). Телевизионные кинескопы и другие электронно-лучевые трубки: Резюме по промышленности и торговле . Diane Publishing. С. 3–5. ISBN 978-0-7881-2100-5.
197. Склейтер, Н. (1999). Справочник по электронным технологиям . McGraw-Hill Professional . стр. 227–228. ISBN 978-0-07-058048-0.
198. "История интегральной схемы". Нобелевский фонд . 2008. Архивировано из оригинала 1 декабря 2008 года . Получено 18 октября 2008 года .

Внешние ссылки

• «Открытие электрона». Центр истории физики. Американский институт физики .
• «Particle Data Group». Калифорнийский университет.
• Бок, РК; Василеску, А. (1998). The Particle Detector BriefBook (14-е изд.). Springer. ISBN 978-3-540-64120-9.