Elektron

Elektron Bilde i infoboks. Eksperimenter utført med Crookes-rør har med sikkerhet demonstrert eksistensen av elektronet.
På bildet er røret fylt med en gass ved lavt trykk. En høy elektrisk spenning påføres mellom katoden (i venstre ende) og anoden (ved enden av albuen under røret). Ved katoden skaper denne spenningen en elektronstråle som beveger seg i en rett linje (den svake blå gløden i midten av røret), så lenge de ikke kolliderer med gassatomer. Til høyre blokkerer et metallstykke i form av et maltesisk kors delvis denne strømmen av elektroner, og skaper en skygge i høyre ende. De andre elektronene treffer bunnen av røret og gjør den delvis selvlysende (lysegrønn glød). I albuen under røret lyser gassen (blå glød) når de avbøyde elektronene passerer, samlet av anoden. Generelle egenskaper
Klassifisering Elementær partikkel
Familie Fermion
Gruppe Lepton
Generasjon 1 re
Interaksjon (er) Elektromagnetisk med
lav tyngdekraft
Symbol e -
β - ( β-partikkel )
Nbr. av typer 1
Antipartikkel positron
Fysiske egenskaper
Masse 9,109 × 10 −31  kg
(511  keV / c 2 )
Elektrisk ladning -1 e
(-1,602 × 10 −19  C  ; i henhold til CODATA 2010 er det -1,602 176665 (35) × 10 −19  C )
Magnetisk øyeblikk 9.274 × 10 −24  J / T
Snurre rundt ½
Paritet +1
Livstid > 2,1 × 10 36  s
Historisk
Prediksjon Richard Laming (1838–1851),
George Stoney (1874) og andre
Oppdagelse 1897
Oppdageren Joseph john thomson

Den elektron , en av komponentene i atomet sammen med nøytroner og protoner , er en elementærpartikkel som har en elementærladning av negativt fortegn. Det er grunnleggende i kjemi , fordi det deltar i nesten alle typer kjemiske reaksjoner og er et essensielt element i bindingene som finnes i molekyler . I fysikk er elektronet involvert i en rekke strålinger og effekter. Dens egenskaper, som vises på mikroskopisk nivå, forklarer den elektriske ledningsevnen , den termiske ledningsevnen , Cherenkov-effekten , gløden , den elektromagnetiske induksjonen , luminescensen , magnetismen , den elektromagnetiske strålingen , den optiske refleksjonen , den ' fotovoltaiske effekten og superledningsevnen , makroskopiske fenomener mye utnyttet i de industrialiserte landene. Den har den laveste massen av alle ladede partikler, og brukes regelmessig i studiet av materie.

Konseptet med en udelelig mengde elektrisk ladning ble utviklet fra 1838 av den britiske naturforskeren Richard Laming for å forklare de kjemiske egenskapene til atomer . Elektronet er identifisert som kroppsskikkelen som Joseph John Thomson og hans team av britiske fysikere forestilte seg i 1897, etter arbeidet med katodestråler .

Det var på dette tidspunktet Thomson foreslo sin atommodell . I 1905 foreslo Albert Einstein en forklaring på den fotoelektriske effekten - elektroner som sendes ut av materie under påvirkning av lys - som vil tjene som et argument til fordel for kvanteteorien . I 1912 forklarte Niels Bohr spektrallinjene ved å postulere kvantifiseringen av hydrogenbanens elektronbane , et annet argument som støtter denne teorien. I 1914 etablerte eksperimentene til Ernest Rutherford og andre fast strukturen til atomet som en positivt ladet kjerne omgitt av elektroner med lavere masse. I 1923 overbeviste de eksperimentelle resultatene av Arthur Compton et flertall fysikere om kvanteteoriens gyldighet. I 1924 definerte Wolfgang Pauli utelukkelsesprinsippet Pauli , noe som innebærer at elektroner snurrer . Samme år la Louis de Broglie frem hypotesen, verifisert senere, om at elektronene presenterer en bølge-partikkel dualitet . I 1928 publiserte Paul Dirac sin modell av elektronet som førte til at han forutsa eksistensen av positron og deretter antimateriale . Videre studier av egenskapene til elektronet har ført til mer omfattende teorier om materie og stråling.

Historie

De gamle grekerne la en gang merke til at rav tiltrekker seg små gjenstander når de gnis med pels; bortsett fra lyn , er dette fenomenet menneskehetens eldste opplevelse med elektrisitet , bevegelse av elektrisk ladede partikler.

I 1269, Pierre de Maricourt , en militær ingeniør i tjeneste for den franske prins Charles jeg st av Sicilia , studerer egenskapene til permanente magneter . “Denne studien, som kom til oss i form av et brev skrevet til en av kollegene hans, inkluderer de fleste av de elementære eksperimentene som er beskrevet i dag i fysikkbøker. " I sin 1600-avhandling De Magnete skapte den engelske legen William Gilbert ordet latinelectricus  "for å betegne egenskapen til å tiltrekke seg små gjenstander etter friksjon. Ordet "elektrisk" stammer fra det engelske electrick  " , som selv stammer fra det latinske electricus  "  : "spesifikt for rav" . Det latinske ordet ēlectrum stammer fra det greske ἤλεκτρον  / êlectron for rav.

Francis Hauksbee på 1700-tallet og CF du Fay i 1737 oppdaget uavhengig to typer elektrisitet: en oppnådd ved å gni glass og den andre generert ved å gni harpiks. Du Fay konkluderer med at elektrisitet kan reduseres til to elektriske væsker , "glassaktig" og "harpiksholdig", som er atskilt med friksjon, og som kan rekombineres sammen. Et tiår senere hevder Benjamin Franklin at elektrisitet ikke er forskjellig fra andre typer elektriske væsker, men er den samme, under forskjellige trykk. Han gir ham den moderne terminologien om henholdsvis positiv eller negativ ladning .

Mellom 1838 og 1851 utviklet den britiske naturforskeren Richard Laming ideen om at et atom er sammensatt av en kjerne av materie, omgitt av subatomære partikler som har en elektrisk ladningsenhet . Fra 1846 forsvarte den tyske fysikeren Wilhelm Eduard Weber teorien om at elektrisitet er sammensatt av positivt og negativt ladede væsker, og at en omvendt firkantet lov styrer deres interaksjon. Etter å ha studert elektrolyse i 1874, antyder den irske fysikeren George Stoney at det er "bare en bestemt mengde elektrisitet"  : ladningen av et monovalent ion . Dette postulatet gir det muligheten til å estimere verdien av denne elementære ladningen e fra Faradays lover om elektrolyse . Stoney mener imidlertid at disse anklagene er permanent knyttet til atomer, og derfor ikke kan fjernes fra dem. I 1881 var den tyske fysikeren Hermann von Helmholtz overbevist om at positive og negative ladninger består av elementære deler, som hver "oppfører seg som atomer av elektrisitet" .

I 1894 laget Stoney begrepet "elektron" for å betegne disse elementære ladningene, og skrev "... det er gjort et estimat av den virkelige verdien av denne meget bemerkelsesverdige grunnleggende enheten for elektrisitet, som jeg har risikert meg selv for å foreslå navnet av "elektron" " . Ordet elektron er en kombinasjon av ordet "elektrisk" og suffikset "  - på  ", sistnevnte blir deretter brukt til å betegne en subatomær partikkel, slik som proton eller nøytron.

Oppdagelse

I løpet av 1800 -  tallet studerte den tyske fysikeren Julius Plücker og Johann Wilhelm Hittorf den elektriske ledningsevnen til gasser i forseglede glassampuller utstyrt med en katode og en anode som kan utsette gassen for en elektrisk strøm. I 1869 observerte Hittorf utslipp av "partikkelbjelker" ladet ved katoden hvis pæren inneholdt en gass ved lavt trykk. I 1876 viste den tyske fysikeren Eugen Goldstein at strålene til denne gløden forårsaker en skygge, og han kalte dem katodestråler . I løpet av 1870-årene utviklet den engelske kjemikeren og fysikeren William Crookes det første katodestrålerøret med høyt vakuum inni - heretter kalt "  Crookes tube  ". Så viser han at lysstrålene som vises i røret overfører energi, og beveger seg fra katoden til anoden . I tillegg, ved å påføre et magnetfelt , er det i stand til å avlede strålene, og viser dermed at strålen oppfører seg som om den er ladet. I 1879 foreslo han å forklare disse egenskapene med det han kalte "strålende materie" . Han mener at dette er en fjerde tilstand av materie, bestående av negativt ladede molekyler , projisert med høy hastighet fra katoden.

Tyskfødt britisk fysiker Arthur Schuster utviklet Crookes eksperimenter ved å arrangere metallplater parallelt med katodestråler, der han kan bruke forskjellige elektriske potensialer . Det elektriske feltet avbøyer strålene mot den positivt ladede platen, noe som styrker beviset for at strålene bærer en negativ ladning. Ved å måle nedbøyningen i henhold til potensialforskjellen, var Schuster i stand til i 1890 å måle masse-til-ladningsforholdet til eikekomponenter. Imidlertid gir beregningen hans en verdi mer enn tusen ganger lavere enn den forventede verdien, slik at samtiden legger liten tillit til beregningen hans. I 1895 etablerte doktorgradsstudenten og den fremtidige franske fysikeren Jean Perrin eksperimentelt den elektronens korpuskulære natur, mens flere forskere på den tiden anså elektronet som en bølge.

I 1896-1897 utførte den britiske fysikeren Joseph John Thomson og hans kolleger John Townsend og Harold A. Wilson eksperimenter som antydet at katodestrålene faktisk er individualiserte partikler, i stedet for bølger, atomer eller molekyler som spesialistene tror på den tiden. Thomson gjør gode estimater av både ladningen e og massen m , og finner ut at partiklene til katodestrålene, som han kaller "kropp", har omtrent en tusendel av massen av det letteste ionet som er kjent da.: Hydrogen . Det viser at forholdet mellom ladning og masse w / m er uavhengig av katodematerialet. Det viser videre at de negativt ladede partiklene produsert av radioaktive materialer, oppvarmede materialer og opplyste materialer er de samme. Hans omfattende arbeid med avbøyning av katodestråler i et elektrisk felt er sannsynligvis grunnen til at han er kreditert med oppdagelsen av elektronet. Navnet elektron er foreslått igjen av den irske fysikeren George F. Fitzgerald , denne gangen med hell. Historisk sett er elektronet den første elementære partikkelen som er identifisert.

I 1900 foreslo Paul Drude å betrakte alle elektronene til et metall som en ideell gass . Deretter klarer han å teoretisk begrunne en eksperimentell konklusjon der gode elektriske ledere også er gode varmeledere . Selv om antagelsen er falsk i henhold til gjeldende kunnskap, brukes dette begrepet "idealgass av elektroner" fortsatt i kvantemekanikken.

Ved å studere naturlig fluorescerende mineraler oppdager den franske fysikeren Henri Becquerel at de avgir stråling i fravær av noen ekstern energikilde. Forskere, inkludert New Zealand-fysikeren Ernest Rutherford , oppdaget at de avgir partikler som er forelsket i disse radioaktive materialene . Han gir dem navnet alfa- , beta- og gammapartikler , i henhold til deres kraft til å trenge gjennom materie. I 1900 viser Becquerel at betastrålene som sendes ut av radium avbøyes av et elektrisk felt , og at forholdet mellom masse og ladning er det samme som katodestråler. Dette resultatet støtter ideen om at elektroner eksisterer som komponenter i atomer.

Ladningen til elektronet måles mer presist av den amerikanske fysikeren Robert Millikan ved hans eksperiment på oljedråpen fra 1909, hvorav han publiserer resultatene i 1911. Dette eksperimentet bruker et elektrisk felt for å kompensere for tyngdekraften og forhindre dermed en dråpe av olje siktet for fall. Dette systemet kan måle den elektriske ladningen fra noen få ioner opp til 150, med en feilmargin på mindre enn 0,3%. Sammenlignbare eksperimenter ble gjort tidligere av Thomsons gruppe ved bruk av elektrolytisk ladede vanndråper og i 1911 av Abram Ioffé , som uavhengig oppnådde det samme resultatet som Millikan ved bruk av metallmikropartikler , og publiserte resultatene i 1913. Imidlertid gir de mindre flyktige oljedråpene seg bedre for langsiktige eksperimenter.

Til begynnelsen av den XX th  -tallet, fysikere oppdaget at under visse betingelser, hurtig partikkel på sin bane bevirker kondensering av vanndamp overmettet . I 1911 brukte den skotske fysikeren Charles Thomson Rees Wilson , en av Thomsons samarbeidspartnere, denne effekten til å utvikle tåkekammeret sitt , som gjør det mulig å fotografere spor av ladede partikler, for eksempel raske elektroner, noe som derfor letter studiet.

Atomteori

Arbeidet til den newzealandske fysikeren Ernest Rutherford , fra 1909 til 1912, førte ham til å konkludere med at atomet består av en liten kjerne som består av all den positive ladningen og nesten hele massen av atomet, som er omgitt av en elektronisk sky (se Rutherfords eksperiment ). Den britiske fysikeren Henry Moseley , som jobbet i Rutherfords laboratorium i 1913, etablerte med sikkerhet rekkefølgen på kjemiske elementer i det periodiske systemet (se Moseleys lov ).

I 1913 postulerte den danske fysikeren Niels Bohr at elektroner er i kvantiserte tilstander, hvis energi bestemmes av vinkelmomentet rundt kjernen. Elektroner kan passere fra en tilstand til en annen, ved utslipp eller absorpsjon av fotoner ved bestemte frekvenser. Ved hjelp av disse kvantifiserte banene forklarer han med all nødvendig presisjon spektrallinjene til hydrogenatomet.

Arbeidet til de tyske fysikerne James Franck og Gustav Hertz , fra 1912 til 1914, beviser kvantifiseringen av energinivåene til elektroner i atomer og bekrefter derfor hypotesene til Bohr-modellen av atomet (se Eksperiment av Franck og Hertz ). Alle disse eksperimentene etablerer atomens struktur som en positivt ladet kjerne omgitt av elektroner med lavere masse.

Imidlertid kan Bohrs modell ikke redegjøre for den relative intensiteten til spektrallinjer, og heller ikke forklare spektrene til mer komplekse atomer. Til tross for disse svakhetene vil denne atommodellen tjene som et argument til fordel for kvanteteorien .

De kjemiske bindingene mellom atomer er beskrevet av Gilbert N. Lewis , som i 1916 tilbyr at den kovalente bindingen mellom atomer er et par elektroner som deles. Senere, i 1927, forklarte Walter Heitler og Fritz London fullstendig dannelsen av elektronpar og kjemiske bindinger når det gjelder kvantemekanikk . I 1919 foredlet den amerikanske kjemikeren Irving Langmuir Lewis 'statiske modell av atomet, og foreslo at alle elektroner ble fordelt over "konsentriske (grovt) sfæriske lag, alle med samme tykkelse" . Lagene er i sin tur delt inn i et antall celler, som hver inneholder et par elektroner. Med denne modellen forklarer Langmuir kvalitativt de kjemiske egenskapene til alle elementene i det periodiske systemet , som forskere forholder seg i henhold til loven om lignende.

I 1924 la den østerrikske fysikeren Wolfgang Pauli merke til at den lagdelte strukturen til atomet er forklart med settet med fire parametere som definerer alle energitilstandene, så lenge hver tilstand bare er okkupert av ett elektron. Dette to-elektronforbudet mot å okkupere den samme staten har blitt kjent som "  Pauli-eksklusjonsprinsippet  ". Mekanismen som bestemmer den fjerde parameteren og dens to verdier, er gitt av nederlandske fysikere Samuel Goudsmit og George Uhlenbeck , når de antyder at elektronet, i tillegg til vinkelmomentet i sin bane, kan ha et indre vinkelmoment. Denne egenskapen blir beryktet under navnet "  spinn  ": den forklarer doblingen av spektrallinjene som er observert med en høyoppløselig spektrograf , som har vært mystisk til da; dette fenomenet er kjent som linjens hyperfine struktur . Paulis prinsipp forklarer hvorfor såkalt vanlig materie skaper det som kalles "volumet" av materie.

Kvantemekanikk

Elektroner har, som all materie, kvanteegenskapen til å være både bølger og partikler , slik at de kan kollidere med andre partikler og bli diffraktert som lys . Denne dualiteten er lett å se med elektroner på grunn av deres lave masse. Et elektron, på grunn av sin spinn, er en fermion , og tilfredsstiller derfor Pauli-utelukkelsesprinsippet .

I 1887 ble den fotoelektriske effekten observert av Heinrich Hertz mens han studerte elektromagnetiske bølger , og flere forskere prøvde å forklare mekanismene uten resultat. Tjue år senere, i 1905, tilbød Albert Einstein en første forklaring, som ga ham Nobelprisen i fysikk i 1921. Ifølge ham sendes elektroner ut av materie bare hvis lysfrekvensen er over en viss terskel. For å oppnå dette introduserer han konseptet foton , ved hjelp av energikvantum som nylig ble foreslått i en helt annen sammenheng av Max Planck . Einsteins forklaring vil være et av de første argumentene til fordel for kvanteteorien . I 1923 observerte Arthur Compton forlengelsen av fotonets bølgelengde forårsaket av diffusjonen som bærer navnet hans , som er forårsaket av samspillet mellom fotoner og elektroner. “Disse eksperimentelle resultatene [er] de første som overbeviste flertallet av fysikere om gyldigheten til kvanteteorien . "

I sin publikasjon Researches on the theory of quanta , i 1924, antar den franske fysikeren Louis de Broglie at all materie har en De Broglie-bølge som ligner på lys . Avhengig av forholdene viser elektroner og andre materialpartikler egenskapene til enten partikler eller bølger. De korpuskulære egenskapene til en partikkel er åpenbare når den når som helst vises lokalisert til et sted i rommet langs en bane. Bølgenaturen observeres for eksempel når en stråle passerer gjennom parallelle spalter og skaper interferensmønstre . I 1927, ble virkningen av interferens med en elektronstråle er vist ved det engelske fysiker George Paget Thomson , ved hjelp av en tynn metallfilm, og ved de amerikanske fysikere Clinton Davisson og Lester Germer ved anvendelse av en nikkel krystall. .

Suksessen med De Broglies forutsigelse førte til publiseringen av Erwin Schrödinger i 1926 av Schrödinger-ligningen som vellykket beskriver utbredelsen av elektroner som en bølge. I stedet for å gi en løsning for posisjonen til et elektron, kan denne bølgelikningen brukes til å beregne sannsynligheten for å finne et elektron i et bestemt volum. Denne tilnærmingen kalles senere kvantemekanikk , og gir en veldig god tilnærming av energitilstandene i hydrogenatomet. Når spinn og interaksjoner mellom elektroner er tatt i betraktning, modellerer kvantemekanikken vellykket elektroners oppførsel i atomer som er mer komplekse enn hydrogen.

I 1928 forbedret den britiske fysikeren Paul Dirac arbeidet med Wolfgang Pauli, og designet en modell av elektronet - Dirac-ligningen  - kompatibel med relativitetsteorien og kvantemekanikken . For å løse visse hull i hans relativistiske ligning utviklet Dirac i 1930 en vakuummodell med et uendelig hav av partikler med negativ energi, noen ganger kalt "Dirac-havet" . Dette førte til at han forutsa eksistensen av positronen , tilsvarende elektronet i antimateriale , et "stoff" også spådd av Dirac. Positronen blir oppdaget av Carl D. Anderson , som foreslår å kalle standardelektroner for "negatroner" og bruke begrepet "elektron" som et generisk begrep for å betegne de to ladningene uten å skille. Denne bruken av begrepet "negatron" oppstår fremdeles noen ganger, og kan forkortes som "negaton".

I 1947 oppdaget den amerikanske fysikeren Willis Lamb , i samarbeid med doktorgradsstudenten Robert Retherford, at visse kvantetilstander i hydrogenatomet, som skulle ha samme energi, er preget av et visst skifte, dette er skiftet til Lamb . Omtrent samtidig oppdager den tysk-amerikanske fysikeren Polykarp Kusch i samarbeid med Henry M. Foley at elektronens magnetiske øyeblikk er noe større enn det som ble forutsagt av Diracs teori. Denne forskjellen vil senere bli kalt det ”  anomale magnetiske øyeblikket  ” til elektronet. For å løse disse problemene ble en mer forseggjort teori kalt "  quantum electrodynamics  " utviklet av Sin-Itiro Tomonaga , Julian Schwinger og Richard Feynman på slutten av 1940-tallet.

Kjennetegn

Elementære egenskaper

Den masse av et elektron er tilnærmet 9,109 x 10 -31  kg , eller 5,489 x 10 -4  atommasseenhet . Basert på Einsteins prinsipp om masse-energi-ekvivalens , tilsvarer dette en energi på 511  keV . Forholdet mellom massene av proton- og elektron er omtrent 1,836. Astronomiske målinger viser at dette forholdet ikke har endret seg målbart for halvparten av alderen til universet , som forutsagt av den standard modell .

Elektronen har en elektrisk ladning på -1,602 × 10 -19  C , som brukes som standard ladeenhet for subatomære partikler. I henhold til gjeldende presisjonsgrense for eksperimentene, er elektronens ladning rett overfor den for protonen. Siden symbolet e brukes til elementær ladning , er symbolet for elektronet e - , tegnet - som indikerer ladningen til elektronet. Den anti av elektronet, positron , med symbolet e + , har motsatt elektrisk ladning . Dette tillater utslettelse av et elektron med en positron, og produserer bare energi i form av gammastråler .

I henhold til standardmodellen har elektronen ingen kjent underkomponent , så det er en elementær partikkel . Det er definert som en punktpartikkel med en punktladning . Observasjonen av et isolert elektron i en Penning-felle viser at radiusen til denne partikkelen er mindre enn 10 −22  m . Det er imidlertid en fysisk konstant som man kaller "klassisk elektronradius", hvis verdi mye større er 2,817 9 × 10 −15  m . Denne terminologien kommer imidlertid fra en beregning som ignorerer virkningen av kvantemekanikken  : Denne antatte radiusen kan ikke brukes til å beskrive den grunnleggende strukturen til elektronet, som ikke kan sammenlignes med et solid og kompakt objekt, men til svingninger. Diffunderer en bølge, i samsvar med bølgemekanikk . Likevel gir den en størrelsesorden av dimensjonene som kvanteelektrodynamikk blir viktig for å forstå strukturen og oppførselen til elektronet, spesielt gjennom renormalisering .

Forskere mener, basert på teoretisk grunnlag, at elektronet er stabilt: siden det er den letteste partikkelen med ikke-ladning, vil dens forfall bryte bevaringen av elektrisk ladning . Eksperimentelt er den nedre grensen for elektronens gjennomsnittlige levetid 2,1 × 10 36  s (alderen til universet er estimert til 4,34 × 10 17  s ). Elektronen skiller seg i dette fra andre ladede leptoner , muon og tauon , med korte levetider.

Elektronet har et indre vinkelmoment, eller spinn , på . Denne egenskapen uttrykkes vanligvis ved å kalle elektronet for en "spinnpartikkel  ". For denne typen partikler er den absolutte verdien av spinnet , mens resultatet av målingen av projeksjonen av spinnet på en hvilken som helst akse bare kan være ± ħ / 2 . Foruten spinnet har elektronet et magnetisk moment langs spinnet. Det er omtrent lik en Bohr magneton , som er en fysisk konstant lik 9,274 x 10 -24 J / T . Projeksjonen av spinnet mot retningen av elektronens momentum definerer egenskapen kjent som "  helisitet  ".  

Formen til et elektron, hvis det eksisterer (som en elementær partikkel, skal elektronet ikke ha en dimensjon og derfor ingen form, men det er omgitt av en sky av virtuelle partikler som i seg selv har en form) kan bare måles i en rundkjøringsmåte : ved å måle den romlige fordelingen av den elektriske ladningen. Dermed vil en perfekt sfærisk skyform gi et homogent elektrisk felt i alle retninger (elektrisk monopol) og en ikke-sfærisk form vil gi opphav til en elektrisk dipol ( elektrostatisk dipol ). Den Standardmodellen antyder at skyen ikke er sfærisk, og at den utgjør en elektrisk dipol. Imidlertid ser det ut til at fordelingen av den elektriske ladningen er nær en perfekt sfære, innenfor 10-27  cm , det vil si at øyeblikket til denne dipolen er nesten null. Hvis man forstørret skyen av virtuelle partikler av et elektron slik at det hadde diameteren på solsystemet, ville dets elektrostatiske dipol (antatt å representere dens mangel på sfærisitet), maksimalt være i størrelsesorden bredden på d 'a hårstrå. Dette resultatet ble målt ved hjelp av laserstudien av ytterbiumfluoridmolekyler avkjølt til veldig lav temperatur. Hvis elektronene hadde en defekt i sfærisitet (et dipolmoment), ville deres elektriske felt svinge og indusere deformasjoner av molekylet, noe som ikke er demonstrert.

Kvanteegenskaper

Elektronet utviser en bølge-partikkel dualitet , som kan demonstreres ved Young spalteeksperiment . Denne egenskapen lar den passere gjennom to parallelle spalter samtidig, i stedet for bare en enkelt spalte, slik det ville være tilfelle med en konvensjonell partikkel. I kvantemekanikk kan bølgeegenskapene til en partikkel beskrives matematisk som en funksjon med kompleks verdi , bølgefunksjonen , ofte betegnet med den greske bokstaven psi ( ψ ). Når den absolutte verdien av denne funksjonen er kvadratisk , gir det sannsynligheten for å observere en partikkel i et lite volum nær den valgte posisjonen - en sannsynlighetstetthet . Elektronen kan krysse en potensiell barriere ved tunneleffekt , et fenomen som klassisk mekanikk ikke klarer å forklare, og som kvantemekanikken forklarer ved å appellere til forestillingen om bølgefunksjon.

Elektroner er ikke skiller partikler , fordi de ikke kan skilles fra hverandre ved deres iboende fysiske egenskaper. I kvantemekanikk betyr dette at et par elektroner som er tilstede, skal kunne reversere sin posisjon uten å forårsake noen observerbar endring i systemets tilstand. Bølgefunksjonen til fermioner, spesielt elektroner, er antisymmetrisk , dvs. den skifter tegn under utvekslingen av to elektroner:

,

hvor og er posisjonene til de to elektronene. Siden den absolutte verdien er uforanderlig under endring av funksjonstegnet, indikerer dette at sannsynlighetene er de samme. De bosoner , slik som fotoner , symmetriske bølgefunksjoner.

Når det gjelder antisymmetri, resulterer løsningene i bølgligningen for samspillende elektroner i en null sannsynlighet for at to elektroner opptar samme posisjon, eller, med tanke på spinn, den samme tilstanden. Dette er årsaken til utelukkelsesprinsippet Pauli , som forhindrer to elektroner i å oppta samme kvantetilstand. Dette prinsippet forklarer mange egenskaper til elektroner. For eksempel tillater det oss å si at skyer av elektroner koblet til samme kjerne okkuperer alle forskjellige orbitaler , i stedet for at alle er konsentrert i den minst energiske orbitalen.

Klassifisering etter standardmodell

I standardmodellen for partikkelfysikk tilhører elektroner gruppen av subatomære partikler kalt " leptoner  ", som forskere mener er grunnleggende eller grunnleggende partikler , det vil si at de ikke har subatomære  partikler. Elektroner har den laveste massen av alle ladede partikler, og tilhører den første familien eller generasjonen. De er utsatt for gravitasjon , svake og elektromagnetiske krefter , men unnslipper sterke interaksjoner .

Andre og tredje generasjon inneholder ladede leptoner , muon og tauon , identiske med elektronet i alle henseender, bortsett fra deres masse, som er mye høyere. Leptoner skiller seg fra de andre grunnleggende bestanddelene av materie, kvarker , ved at de ikke er følsomme for sterke interaksjoner . Alle medlemmer av leptongruppen er fermioner , fordi de snurrer .

Virtuelle partikler

Fysikere mener at et vakuum kan fylles med par "virtuelle" partikler, som elektroner og positroner, som opprettes og deretter tilintetgjøres raskt. Kombinasjonen av variasjonen i energi som er nødvendig for å skape disse partiklene, og tiden de eksisterer, forblir under terskelen for detekterbarhet uttrykt av Heisenberg usikkerhetsprinsippet :

.

I praksis kan energien som kreves for å skape partiklene ,, lånes '' fra vakuumet i en periode , så lenge produktet ikke er større enn den reduserte Planck-konstanten . Så for en virtuell elektron-positron par, .

Så lenge et virtuelt elektron-positronpar forblir, forårsaker Coulomb-kraften til det omgivende elektriske feltet som omgir et elektron at positronen tiltrekkes av det, mens elektronet i paret blir frastøtt. Dette forårsaker det som kalles "  vakuumpolarisering  ". Vakuum oppfører seg faktisk som et medium med en dielektrisk permittivitet større enn enhet. Så den effektive ladningen til et elektron er lavere enn den nominelle verdien . Det er høyere og høyere når det nærmer seg partikkelen: ladningene som bæres av de virtuelle partiklene maskerer elektronens. De virtuelle partiklene forårsaker en sammenlignbar maskeringseffekt for elektronens masse.

Samspillet med virtuelle partikler forklarer også den lille avviket (ca. 0,1%) mellom det indre magnetiske øyeblikket til elektronet og Bohr-magnetonet (det avvikende magnetiske øyeblikket ). Den ekstraordinære presisjonen av avtalen mellom denne forskjellen forutsagt av teorien og verdien bestemt av erfaring, regnes som en av de store prestasjonene med kvanteelektrodynamikk .

I klassisk fysikk , den dreieimpuls og det magnetiske moment av et objekt er avhengig av de fysiske dimensjoner. Det virker derfor usammenhengende å tenke på et dimensjonsløst elektron som har disse egenskapene. Det tilsynelatende paradokset kan forklares med dannelsen av virtuelle fotoner i det elektriske feltet som genereres av elektronet. Disse fotonene får elektronet til å bevege seg på en rykkete måte (som kalles Zitterbewegung på tysk, eller tremorbevegelse ) som resulterer i en sirkelbevegelse med en presesjon . Denne bevegelsen produserer både rotasjonen og magnetmomentet til elektronet. I atomer forklarer denne opprettelsen av virtuelle fotoner lamskiftet observert i spektrallinjene.

Interaksjon

Elektriske og magnetiske felt

Et elektron genererer et elektrisk felt som utøver en attraktiv kraft på en positivt ladet partikkel, for eksempel et proton, og en frastøtende kraft på en negativ partikkel. Verdien av denne styrken er gitt av Coulombs lov . Når et elektron er i bevegelse, genererer det også et magnetfelt , årsaken til magnetisme . Den Ampere-Maxwell lov forbinder det magnetiske feltet til den totale bevegelse av elektroner (den elektriske strøm ) i forhold til en observatør. Det er denne egenskapen til induksjon som gir den elektromagnetiske induksjonen som dreier en elektrisk motor . Det elektromagnetiske feltet til en ladet partikkel animert av en vilkårlig bevegelse uttrykkes av Liénard-Wiechert-potensialene , gyldig selv når partikkelens hastighet nærmer seg lysets ( relativistisk ).

Når et elektron beveger seg i et magnetfelt, utsettes det for en Lorentz-kraft , rettet vinkelrett på planet definert av feltet og elektronens hastighet. Denne kraften vinkelrett på banen tvinger elektronet, i et jevnt magnetfelt, til å følge en spiralformet bane i feltet, på en (imaginær) sylinder hvis radius kalles "  Larmor's ray  ". Akselerasjonen på grunn av denne buede bevegelsen får elektronet til å avgi energi i form av synkrotronstråling . Utslippet av energi får igjen elektronet til å trekke seg tilbake, som er kjent som "  Abraham-Lorentz-Dirac-kraften  ", noe som skaper friksjon som bremser elektronet ned. Denne kraften er forårsaket av en reaksjon fra elektronens eget felt.

Elektromagnetisk interaksjon

I kvanteelektrodynamikk overføres det elektromagnetiske samspillet mellom partikler av fotoner. Et isolert elektron, som ikke gjennomgår akselerasjon, kan ikke avgi eller absorbere et ekte foton: dette vil bryte med bevaring av energi og momentum . I kontrast kan virtuelle fotoner overføre momentum mellom to ladede partikler. Det er denne utvekslingen av virtuelle fotoner som spesielt genererer Coulomb-kraften. En utslipp av energi kan finne sted når et bevegelig elektron avbøyes av en ladet partikkel, for eksempel et proton. Elektronens akselerasjon resulterer i utslipp av kontinuerlig bremsestråling .

En uelastisk kollisjon mellom et foton (lys) og en enslig (fri) elektron kalles "  Compton-spredning  ". Denne kollisjonen resulterer i en overføring av energi og øyeblikk mellom partiklene, som endrer bølgelengden til fotonet med en mengde som kalles "  Compton shift  ". Den maksimale verdi av denne forskyvning er (med den Plancks konstant , massen av elektronet og den lysets hastighet ), som er referert til som "bølgelengden Compton". For et elektron er det lik 2,43 × 10 −12 m . En slik interaksjon mellom lette og frie elektroner kalles "  Thomson-spredning  " eller "Thomson lineær spredning".  

Den relative styrken av den elektromagnetiske interaksjonen mellom to partikler, for eksempel et elektron og et proton, er gitt av den fine strukturkonstanten . Det er en dimensjonsløs størrelse dannet av forholdet mellom to energier: den elektrostatiske tiltrekningsenergien (eller frastøtningen) på avstanden til en Compton-bølgelengde, og energien i resten av ladningen. Konstanten er gitt av α ≈ 7.297 353 × 10 −3 , som er omtrent 1/137.

Når elektroner og positroner kolliderer, kan de utslette hverandre og gi 2 eller 3 fotoner. Hvis elektronet og positronen har et ubetydelig øyeblikk, kan det dannes en bindingstilstand ( positronium ) før tilintetgjørelse, noe som gir 2 eller 3 fotoner, hvis totale energi er 1.022  MeV . På den annen side kan høynergifotoner transformeres til et par elektron og positron ved en omvendt utslettelsesprosess kalt "  parproduksjon  ", men bare i nærvær av en nærliggende ladet partikkel, for eksempel en kjerne, som er i stand til å absorbere øyeblikket av rekyl.

I elektrosvak interaksjonsteori danner den venstre komponenten av elektronbølgefunksjonen en svak isospin- dublett med nøytrino-elektronet . Når det gjelder svake interaksjoner , opptrer nøytrino-elektroner faktisk som elektroner. Hvert medlem av denne dubletten kan gjennomgå en interaksjon ved at ladestrøm transformerer den ene til den andre ved utslipp eller absorpsjon av W ± bosonet , og denne transformasjonen er grunnlaget for kjernenes ay forfall . Elektronet kan, i likhet med nøytrino, gjennomgå en interaksjon med nøytral strøm koblet til Z 0 , noe som spesielt er årsaken til elektron-nøytrinospredning. I tillegg til isopsin er elektronen utstyrt med hyperladning i henhold til elektrosvak teorien .

Atomer og molekyler

Animasjon Hydrogen Wave.gif  

Et elektron kan "bindes" til kjernen til et atom av den attraktive Coulomb-kraften . Et system av elektroner bundet til en kjerne som er like stort som dets positive ladning, kalles et "  nøytralt atom ". Hvis antall elektroner er forskjellig, kalles systemet et "  ion  ". Atomkjernen inneholder protoner og generelt nøytroner . Atomer består derfor av tre partikler: elektroner, nøytroner og protoner. Bølgefunksjonen til et bundet elektron er beskrevet av en funksjon som kalles en “  atombane  ”. Hver bane har sitt eget sett med kvantetall, som energi, vinkelmoment og projeksjon av sistnevnte på en gitt akse. I henhold til Pauli-utelukkelsesprinsippet kan hver bane bare okkuperes av to elektroner, med forskjellige spinn.

Elektroner kan endre omløp ved utslipp eller absorpsjon av et foton hvis energi tilsvarer forskjellen i potensiell energi mellom disse atomorbitalene . Andre metoder for orbitaloverføring inkluderer kollisjoner med partikler som elektroner og Auger-effekten . For å rømme fra et atom, må elektronens energi heises over dens bindingsenergi til atomet. Dette kan skje i den fotoelektriske effekten når et innfallende foton har en energi som overstiger ioniseringsenergien til elektronet som absorberer den.

Elektroners banevinkelmoment blir kvantifisert . Når elektronen er ladet, produserer den et orbitalt magnetisk moment proporsjonalt med vinkelmomentet. Det totale magnetiske øyeblikket til et atom er lik summen av de riktige og orbitale magnetiske øyeblikkene til alle elektroner og kjernen. Kjernen er imidlertid ubetydelig sammenlignet med elektroner. De magnetiske øyeblikkene til elektroner som okkuperer den samme bane ( parede elektroner ) avbryter hverandre.

I fysikk skyldes den kjemiske bindingen mellom atomer elektromagnetiske interaksjoner, beskrevet av kvantemekanikkens lover. I henhold til sin nærhet til kjernen vurderer kjemikere hjertet til elektroner og valenselektroner  ; det er sistnevnte som griper inn i den kjemiske bindingen. De sterkeste er kovalente bindinger og ioniske bindinger , som tillater dannelse av molekyler . I et molekyl beveger elektroner seg under påvirkning av flere kjerner, og okkuperer molekylære orbitaler , akkurat som de okkuperer orbitaler i enkeltatomer. En grunnleggende faktor i disse molekylære strukturer er eksistensen av elektronpar: disse er elektroner med motsatte spinn, som gjør at de kan okkupere den samme molekylære orbitalen uten å bryte Pauli-eksklusjonsprinsippet (på samme måte som i atomer). Ulike molekylære orbitaler har forskjellige romlige fordelinger av elektrondensitet. For eksempel i bindingspar - som binder atomer sammen, finnes elektroner med maksimal tetthet i et relativt lite volum mellom atomene. Tvert imot, for ikke-bindende par fordeles elektroner i et stort volum rundt kjernene. Det er eksistensen av bindingspar, hvor perifere elektroner samles av to nærliggende atomer, som karakteriserer den kovalente bindingen. Den ioniske bindingen blir etablert når to ioner er sterkt bundet av elektrostatisk tiltrekning , som oppstår hvis et elektron av det ene atomet har en molekylær bane som overveiende ligger nær det andre atomet.

De redoksreaksjoner - elektronutveksling - omfatter forbrenning , den metallurgi , den elektrokjemi , den korrosjon og cellulær respirasjon .

Elektrisk Strømføringsevne

Hvis en kropp har for mange elektroner, eller ikke nok, til å balansere de positive ladningene til kjernene, har den en ikke-null elektrisk ladning: negativ hvis det er for mange elektroner; positivt ellers. Hvis belastningene er balansert, sies kroppen å være nøytral.

Elektroner som beveger seg uavhengig, som i vakuum, sies å være "gratis". Valenselektronene i metaller oppfører seg også som om de var frie. I tillegg kan det være hull i et fast stoff , som er steder hvor et elektron mangler. Disse hullene kan fylles ut av nærliggende elektroner, men dette vil bare flytte hullene. I faste stoffer kan vi ha en overvekt av ledning av elektrisitet ved fortrengning av hull, snarere enn ved forskyvning av elektroner. Faktisk er de ladningsbærende partiklene i metaller og andre faste stoffer "kvasi-partikler", med negativ eller positiv elektrisk ladning, i likhet med virkelige elektroner.

Når frie elektroner beveger seg - enten i vakuum eller i metall, produserer de en nettoladestrøm, kalt en elektrisk strøm , som genererer et magnetfelt . På samme måte kan en strøm genereres av et elektrisk felt, muligens forårsaket av et variabelt magnetfelt ( elektromagnetisk induksjon ). Disse interaksjonene er beskrevet matematisk av Maxwells ligninger .

Ved en gitt temperatur har hvert materiale en elektrisk ledningsevne som bestemmer verdien av den elektriske strømmen når et elektrisk potensial påføres. Eksempler på gode ledere inkluderer metaller som kobber og gull , mens glass og teflon er dårlige ledere (de er isolatorer ). I ethvert dielektrisk materiale forblir elektronene bundet til sine respektive atomer, og materialet oppfører seg som en elektrisk isolator . De fleste halvledere har varierende grad av ledningsevne mellom endene på lederen og isolatoren. I tillegg har metaller en elektronisk båndstruktur , hvorav noen bare er delvis fylt. Tilstedeværelsen av denne typen bånd gjør at elektronene kan oppføre seg som om de var ledige eller delokaliserte. Når et elektrisk felt påføres, kan de bevege seg som molekyler i en gass (kalt en "  Fermi-gass  ") gjennom materie, omtrent som frie elektroner. Disse fenomenene er grunnlaget for all elektrisitet  : elektrokinetikk , elektronikk og radioelektrisitet .

På grunn av kollisjoner mellom elektroner og atomer er drivhastigheten til elektroner i en leder i størrelsesorden mm / s. Imidlertid er hastigheten som en endring i strøm på et punkt i materie påvirker strømmer på andre punkter, hastighet , er vanligvis 75% av lysets hastighet i vakuum. Dette skjer fordi elektriske signaler beveger seg som en bølge, med en hastighet som bare avhenger av mediumets dielektriske konstant , eller permittivitet.

Metaller er relativt gode varmeledere, primært fordi avlokaliserte elektroner kan føre varmeenergi fra ett atom til et annet. Imidlertid, i motsetning til elektrisk ledningsevne, er varmeledningsevnen til et metall praktisk talt uavhengig av temperaturen. Dette uttrykkes matematisk av loven til Wiedemann og Franz , som sier at forholdet mellom varmeledningsevne og elektrisk ledningsevne er proporsjonalt med temperaturen. Ettersom den termiske forstyrrelsen i metallnettverket øker resistiviteten til mediet, får dette den elektriske strømmen til å avhenge av temperaturen.

Når de avkjøles under en kritisk temperatur , kan stoffer gjennomgå en faseovergang som får dem til å miste all resistivitet mot elektrisk strøm, et fenomen som kalles "  superledningsevne  ". I BCS-teorien blir denne oppførselen forklart av par elektroner (som danner bosoner ) som kommer inn i tilstanden kjent som "  Bose-Einstein-kondensat  ". Disse Cooper-parene ser deres bevegelse koblet til omgivelsene ved hjelp av nettverksvibrasjoner kalt "  fononer  ", og unngår dermed kollisjoner med atomene som er ansvarlige for elektrisk motstand.

I faste ledere er elektroner kvasi-partikler. Når de er sterkt begrenset til temperaturer nær absolutt null , oppfører de seg som om de brytes ned i to andre kvasi-partikler , spinons og chargeons. Den første bærer spinnet og det magnetiske øyeblikket; den andre, den elektriske ladningen: dette er sentrifugeringsadskillelsen .

Interaksjon mellom lys og elektroner

"Jeg vil fortelle deg om det mest kjente området for fysikk, nemlig samspillet mellom lys og elektroner. De fleste fenomener som er kjent for deg, involverer denne interaksjonen mellom lys og elektroner - dette er for eksempel tilfelle med alle fysiske fenomener som kjemisk og biologisk håndterer . Bare fenomenene gravitasjon og kjerneprosesser unnslipper denne teorien [...] " -  Richard Feynman

Den glød , som vises i det oppvarmede materiale, er forårsaket av endringer i bane-elektroner i atomet . Den luminescens er emisjon av lys som oppstår ved forholdsvis lave temperaturer, og er også en konsekvens av endringer i bane-elektronene i et atom. Når et elektron akselereres, kan det utstråle energi i form av fotoner . Denne elektromagnetiske strålingen manifesterer seg i form av radiobølger , mikrobølger , med infrarødt til synlig lys (oppfattes av det menneskelige øye) av UV , av røntgen eller gammastråler .

Den optiske diffusjonen , samspillet mellom lys og elektroner forklarer den optiske refleksjonen . Den Rayleigh spredning kan forklare fargen på himmelen og fargen på fjærene av noen fugler. Den brytning av elektromagnetiske bølger er også et resultat av vekselvirkningen av lys og elektroner. Disse optiske fenomenene er også forårsaket av samspillet mellom fotoner og andre ladede partikler som protonet . De fleste av interaksjonene mellom fotoner og materie kommer ned til tre fenomener: fotoelektrisk effekt , Compton-spredning og produksjon av elektron-positronpar (eller materialisering). De vises mesteparten av tiden i nærvær av elektroner, fordi de er de letteste ladede partiklene. Den fotovoltaiske effekten oppnås ved absorpsjon av fotoner i et halvledermateriale som deretter genererer elektronhullpar (eksitasjon av et elektron fra valensbåndet til ledningsbåndet) og skaper en elektrisk spenning eller strøm . Den brukes spesielt i solcelleanlegg .

Bevegelse og energi

I henhold til Albert Einstein spesielle relativitets , når hastigheten av et elektron nærmer seg med lysets hastighet , fra en observatør synspunkt, dets relativistiske masse øker, noe som gjør det stadig vanskeligere å akselerere fra observatørens målestokk. Dermed kan elektronens hastighet nærme seg lysets hastighet i vakuum c , men aldri nå den. Hvis et relativistisk elektron, dvs. beveger seg med en hastighet nær c , injiseres i et dielektrisk medium som vann, der lysets hastighet er betydelig lavere enn c , vil den bevege seg raskere enn lyset i midten. Forskyvningen av ladningen i mediet vil produsere et lite lys kalt "Cherenkov-stråling" av Cherenkov-effekten .

Effektene av spesiell relativitet er basert på en mengde kalt Lorentz-faktoren , definert som

,

hvor v er partikkelens hastighet. Den kinetiske energien til et elektron som beveger seg med hastighet v er:

hvor er massen til elektronet. For eksempel kan SLACs lineære akselerator akselerere et elektron til ca 51 GeV . Siden massen til elektronet er 0,51 MeV / c 2 , gir dette en verdi på omtrent 100 000 for . Det relativistiske øyeblikket til et slikt elektron er derfor 100.000 ganger det som klassisk mekanikk ville forutsi ved et elektron med denne hastigheten.  

Siden et elektron også oppfører seg som en bølge, har det ved en gitt hastighet en karakteristisk De Broglie-bølgelengde gitt av

der h er Plancks konstant og p den momentum .

Ødeleggelse og skapelse

Elektroner blir ødelagt under elektronoppfangingen som oppstår i kjernene til radioaktive atomer. I 1937 studerte den amerikanske fysikeren Luis Walter Alvarez atomreaksjoner i vanadium 49, og observerte de første elektroniske fangstene.

De fleste av universets elektroner ble opprettet under Big Bang . De kan også produseres av β-radioaktivitet fra radioaktive kjerner og i høyenergikollisjoner som de som genereres av penetrering av kosmiske stråler i jordens atmosfære. Det er tre prosesser for å skape elektroner.

Ved universets fødsel

The Big Bang er den mest allment akseptert vitenskapelig teori for å forklare de tidlige stadier av utviklingen av universet , som i 2011 ble anslått til å være rundt 13750000000 år gammel. I løpet av det første millisekundet etter Big Bang når temperaturene 10 7  K , og fotoner har en gjennomsnittlig energi større enn 1  MeV . De har derfor tilstrekkelig energi til å reagere sammen og danne elektron-positronpar:

hvor γ er et foton , e + en positron og e - et elektron. Omvendt tilintetgjøres elektron-positronpar for å avgi energiske fotoner. Det er derfor i denne perioden en balanse mellom elektroner, positroner og fotoner. Etter 15 sekunder har universets temperatur falt under verdien der opprettelsen av positron-elektronpar kan finne sted. De fleste gjenværende elektroner og positroner utslettes, og frigjør fotoner som varmer universet en stund.

Av årsaker som fortsatt er ukjente i dag, under prosessen med leptogenese , er det til slutt flere elektroner enn positroner. Som et resultat overlevde en av omtrent en milliard elektroner utslettelsesprosessen. Dette overskuddet kompenserte for overskuddet av protonerantiprotoner , i prosessen kalt "  baryogenesis  ", noe som resulterte i en netto nulladning for universet. Protonene og nøytronene som overlevde begynte å reagere sammen, i en prosess som kalles urnukleosyntese , og danner isotoper av hydrogen og helium , samt en liten bit litium . Denne prosessen kulminerte etter 5 minutter. Alle gjenværende nøytroner har gjennomgått β-forfall , med en gjennomsnittlig levetid på tusen sekunder, og frigjør et proton, et elektron og et antineutrino ved prosessen:

hvor n er et nøytron , p et proton og et elektronisk antineutrino. I perioden opp til 300.000-400.000 år er de gjenværende elektronene for energiske til å binde seg til atomkjerner , og alt lyset som sirkulerer i universet blir konstant spredt av disse elektronene. Deretter følger en periode kalt "  rekombinasjon  ", hvor nøytrale atomer dannes, og det ekspanderende universet blir gjennomsiktig for stråling.

I stjernene

Omtrent en million år etter Big Bang begynner den første generasjonen av stjerner å danne seg. I en stjerne resulterer stjernenukleosyntese i produksjonen av positroner ved fusjon av atomkjerner og β + forfall av de produserte kjernene, som transformerer overskuddet av protoner til nøytroner. Positronene som dermed produseres, utslettes umiddelbart med elektronene og produserer gammastråler . Nettoresultatet er en konstant reduksjon i antall elektroner, og bevaring av ladning ved like mange transformasjoner fra protoner til nøytroner . Imidlertid kan prosessen med stjernevolusjon resultere i syntese av ustabile tunge kjerner, som igjen kan gjennomgå β - forfall , som gjenskaper nye elektroner. Et eksempel er nuklidkobalt 60 ( 60 Co), som forfaller til nikkel 60 ( 60 Ni).

På slutten av livet kan en stjerne som er tyngre enn 20 solmasser gjennomgå et tyngdekollaps for å danne et svart hull . I følge klassisk fysikk utøver disse massive stjernegjenstandene en tyngdekraft som er sterk nok til å forhindre at noen gjenstander, inkludert elektromagnetisk stråling, rømmer fra Schwarzschild-strålen . Imidlertid mener astrofysikere at kvanteeffekter tillater at det svarte hullet avgir svak Hawking-stråling på denne avstanden, og at elektroner (og positroner) opprettes i horisonten til sorte hull .

Når par virtuelle partikler - som et elektron og et positron - skapes nær horisonten, kan deres tilfeldige romlige fordeling tillate at en av dem vises utenfor: denne prosessen kalles en effekt . Den gravitasjonspotensial av den sorte hullet kan deretter tilveiebringe den energi som forvandler denne virtuelle partikkelen inn i en ekte partikkel, slik at den kan spre seg gjennom rommet. Til gjengjeld mottar det andre medlemmet av paret negativ energi, noe som resulterer i et nettotap av masseenergi fra det svarte hullet. Graden av Hawking-stråling øker når massen avtar, noe som til slutt får det svarte hullet til å fordampe helt.

Av kosmiske stråler

De kosmiske strålene er partikler som beveger seg i rommet med veldig høye energier. Hendelser med energier opp til 3  × 10 20  eV er observert. Når disse partiklene møter nukleoner i jordens atmosfære , genererer de en dusj av partikler som består av pioner . Mer enn halvparten av den kosmiske strålingen observert på bakkenivå består av muoner . Muon er et lepton produsert i den øvre atmosfæren ved forfall av en pion. I sin tur vil muonet forfalle for å danne et elektron eller en positron. Så for den negative pionen π - ,

hvor er en muon og en muon- nøytrino.

Observasjon

Å observere elektroner på avstand krever deteksjon av energien de utstråler. For eksempel, i miljøer som er rike på energiske fenomener som stjernekorona , danner frie elektroner et plasma og overfører energi ved kontinuerlig bremsestråling . Elektrongassen kan gjennomgå en plasmabølge , som består av bølger forårsaket av synkroniserte endringer i elektrontetthet, noe som fører til at det kan oppdages energiutslipp med radioteleskoper .

Under laboratorieforhold kan samspillet mellom et elektron observeres ved hjelp av partikkeldetektorer , slik at måling av spesifikke egenskaper som energi, spinn eller ladning. Utviklingen av Paul og Penning- feller gjør det mulig å inneholde ladede partikler i et lite volum i lange perioder. Dette tillater presise målinger av egenskapene til partiklene.

De første bildene av energidistribusjonen til et elektron ble tatt av en gruppe fra Lunds universitet i Sverige,Februar 2008. Forskere brukte veldig korte lyspulser (1 attosekund, eller 10 −18  s ), noe som gjorde det mulig for første gang å observere elektronens bevegelse.

Fordelingen av elektroner i faste stoffer kan visualiseres ved hjelp av UV-fotoelektronspektrometri analysert i en vinkel. Denne teknikken bruker den fotoelektriske effekten for å måle det gjensidige gitteret - en matematisk fremstilling av periodiske strukturer som brukes til å utlede den opprinnelige strukturen. ARPES kan brukes til å bestemme retning, hastighet og spredning av elektroner i det faste stoffet.

applikasjoner

Elektronens egenskaper utnyttes i elektronmikroskop , katodestrålerør , sveising , lasereffekt , fotografisk sensor og partikkelakselerator .

Uttrykkene

Andre uttrykk, som "  fri elektronmodell  " og "elektrongass", inkluderer ordet "elektron".

Merknader og referanser

(fr) Denne artikkelen er delvis eller helt hentet fra Wikipedia-artikkelen på engelsk med tittelen Electron  " ( se forfatterlisten ) .

Merknader

  1. I følge CODATA 2006 er det mer presist 9.109 382 6 (16) × 10 −31  kg . Ifølge Augustine 2008 er den 9,109 389 7 (54) × 10 −31  kg . I følge CODATA 2010 er det 9.109 382 91 (40) × 10 −31  kg .
  2. I følge CODATA 2006 er det mer presist 510.998 918 (44)  keV . I følge Augustine 2008 er det 510.999 06 (15)  keV . I følge CODATA 2010 er det 510.998 928 (11)  keV .
  3. I henhold til CODATA 2006 er forholdet mer presist 1836,152,672 45 (75).
  4. Ifølge CODATA 2006 er spesielt -1,602 53 176 (14) x 10 -19  C . Ifølge CODATA 2010, er det -1,602 176 565 (35) x 10 -19  C . På en konferanse i november 2018, den Generalkonferansen for mål og vekt ønsker å sette verdien av elektrisk ladning av elektronet til 1602 176 534 × 10 -19  C .
  5. I superstrengsteorien er ikke elektronet punktlig fordi det er "bare en elementær bestanddel: en veldig liten endimensjonal streng" .
  6. Denne numeriske verdien oppnås som følger: = 2,817 940 326 7 (27) × 10 −15  m hvor og er den elektriske ladningen og massen til elektronet, er lysets hastighet i et vakuum og er permittiviteten til et vakuum ( Griffiths 1995 , s.  155).
  7. Elektronens klassiske radius griper inn på følgende måte: antar at ladningen til elektronet fordeles jevnt i et sfærisk volum. Siden delene av volumet frastøter hverandre, inneholder sfæren elektrostatisk potensiell energi. Anta at denne energien er lik energien i hvile E definert av den relativistiske relasjonen , hvor m er massen i hvile og c lysets hastighet i vakuum. I elektrostatikk er den potensielle energien til en kule med radius r og ladning e gitt av :, hvor ε 0 er permittiviteten til vakuum . Ved å like disse to verdiene får vi den siterte verdien av r .
  8. Denne verdien oppnås fra spinnets verdi ved å: (en) MC Gupta , Atomic and Molecular Spectroscopy , New Age Publishers,2001( ISBN  81-224-1300-5 ) , s.  81
  9. Den Bohr magneton beregnes ved: , med den grunnleggende ladningen , den reduserte Planck-konstanten og massen til elektronet.
  10. Det er spesielt 9,274 009 15 (23) x 10 -24  J / T .
  11. Denne polarisasjonen ble bekreftet eksperimentelt i 1997 ved hjelp av den japanske partikkelakseleratoren TRISTAN .
  12. Strålingen som sendes ut av ikke-relativistiske elektroner kalles noen ganger "  syklotronstråling  ".
  13. Endringen i bølgelengde avhenger av tilbakeslagsvinkelen som følger: hvor er Plancks konstant , massen til elektronet og c er lysets hastighet i vakuum.
  14. Hastigheten av elektron være nær c , vil klassisk mekanikk gi et øyeblikk mc , mens relativistisk mekanikk gir dermed en faktor på 100.000.
  15. Elektronets magnetiske moment ble målt med en nøyaktighet på 11 signifikante sifre, som i 1980 var større nøyaktighet enn å måle noen annen fysisk konstant.

Originale tilbud

  1. (in) "  det er bare ett elementært utgjør en liten, endimensjonal" streng, "  "

Referanser

  1. For mer informasjon, se for eksempel Dahl 1997 , s.  72.
  2. Dataene blir publisert i en portal fra National Institute of Standards and Technology (NIST) og er tilgjengelige gjennom en søkemotor eller ved å klikke på knappene: (av) “  The NIST Reference on Constants, Units and Usikkerhet  ” , National Institute of Standards and Technology ,2006(åpnet 22. februar 2010 ) . Disse dataene kalles CODATA. Den opprinnelige kilden til CODATA-data er Mohr, Taylor og Newell 2006 .
  3. (en) M. Agostini , S. Appel , G. Bellini , J. Benziger , D. Bick , G. Bonfini , D. Bravo , B. Caccianiga , F. Calaprice , A. Caminata , P. Cavalcante , A. Chepurnov , D. D'Angelo , S. Davini , A. Derbin , L. Di Noto , I. Drachnev , A. Empl , A. Etenko , K. Fomenkos , D. Franco , F. Gabriele , C. Galbiati , C. Ghiano , M. Giammarchi , M. Goeger-Neff , A. Goretti , M. Gromov , C. Hagner , E. Hungerford , Aldo Ianni , Andrea Ianni , K. Jedrzejczak , M. Kaiser , V. Kobychev , D. Korablev , G. Korga , D. Kryn , M. Laubenstein , B. Lehnert , E. Litvinovich , F. Lombardi , P. Lombardi , L. Ludhova , G. Lukyanchenko , I. Machulin , S. Manecki , W. Maneschg , S. Marcocci , E. Meroni , M. Meyer , L. Miramonti , M. Misiaszek , M. Montuschi , P. Mosteiro , V. Muratova , B. Neumair , L. Oberauer , M. Obolensky , F. Ortica , K. Otis , M. Pallavicini , L. Papp , L. Perasso , A. Pocar , G. Ranucci , A. Razeto , A. Re , A. Romani , R. Roncin , N. Rossi , S. Schönert , D. Semenov , H. Simgen , M . Skorokhvatov , O. Smirnov , A. Sotnikov , S. Sukhotin , Y. Suvorov , R. Tartaglia , G. Testera , J. Thurn , M. Toropova , E. Unzhakov , A. Vishneva , R. B. Vogelaar , F. von Feilitzsch , H. Wang , S. Weinz , J. Winter , M. Wojcik , M. Wurm , Z. Yokley , O. Zaimidoroga , S. Zavatarelli , K. Zuber og G. Zuzel , “  Test of Electric Charge Conservation with Borexino  ” , Physical Review Letters , vol.  115, nr .  23,2015( ISSN  0031-9007 , DOI  10.1103 / PhysRevLett.115.231802 )
  4. (in) Roy C. Cooley, Natural Philosophy for Common and High Schools , New York, Charles Scribner's Sons ,1881( les online ) , s.  158 og 159 (fig. 82)
  5. (in) Joseph T. Shipley , Dictionary of Word Origins , The Philosophical Library,1945, s.  133
  6. Rosmorduc 1985 , s.  119
  7. (in) Brian Baigrie , Electricity and Magnetism: A Historical Perspective , Greenwood Press,2006( ISBN  0-313-33358-0 , sammendrag ) , s.  7–8
  8. Josette Rey-Debove ( dir. ) Og Alain Rey ( dir. ), Le Nouveau Petit Robert: Alfabetisk og analog ordbok for det franske språket , Le Robert-ordbøker,2004, s.  847
  9. (in) Joseph F. Keithley , Historien om elektriske og magnetiske målinger: Fra 500 f.Kr. til 1940-tallet , Wiley ,1999( ISBN  0-7803-1193-0 )
  10. (in) Eric W. Weisstein , "  Benjamin Franklin (1706-1790)  " , Weisstein Eric's World of Scientific Biography (åpnet 14. august 2012 )
  11. (in) "Benjamin Franklin" i The Encyclopedia Americana; et bibliotek med universell kunnskap , New York, Encyclopedia Americana Corp.,1918
  12. (i) Wilfred V. Farrar , "  Richard Laming and the Coal-Gas Industry, with His Views on the Structure of Matter  " , Ann. Sci. , London, Taylor & Francis, vol.  25,1969, s.  243–254 ( ISSN  0003-3790 , DOI  10.1080 / 00033796900200141 )
  13. (in) Daniel M. Siegel , Innovasjon i Maxwells elektromagnetiske teori: Molekylære virvler, forskyvningsstrøm og lys , Cambridge, Cambridge University Press ,1991( ISBN  978-0521533294 , leses online ) , s.  10-11
  14. (i) John D. Barrow , "  Natural units Planck Before  " , Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society , Vol.  24,1983, s.  24–26
  15. Buchwald og Warwick 2001 , s.  195-203
  16. (in) Theodore Arabatzis , Representerende elektroner: En biografisk tilnærming til teoretiske enheter , University of Chicago Press ,2006( ISBN  0-226-02421-0 , leses online ) , s.  70–74
  17. (i) George Johnstone Stoney , "  Of the" Electron, "or Atom of Electricity  " , Philosophical Magazine , vol.  38, n o  5,1894, s.  418–420
  18. (in) Anne H. Sukhanov ( red. ), Word Histories & Mysteries , Houghton Mifflin Company ,1986( ISBN  0-395-40265-4 ) , s.  73
  19. (in) David B. Guralnik ( red. ), Webster's New World Dictionary , Prentice Hall ,1970, s.  450
  20. Sam Kean ( overs.  Bernard Sigaud), Når atomer forteller historien om verden , Flammarion, koll.  "Vitenskapsfelt",2013( ISBN  9782081282773 , online presentasjon ) , s.  291-293
  21. For eksempel rapporterte begge sine observasjoner av lysspektrene i (i) Dr. J. Plücker og Dr. JW Hittorf , "  On the Spectra of Ignited Gases and Damp, with especial respect to the different Spectra of the Saami elementary gasous substans  ” , Filosofiske transaksjoner ,3. mars 1864, s.  3-4 ( les online [PDF] ) Filen veier 17 MB, og artikkelen er 53 sider lang.
  22. (en) Å. G. Ekstrand, “  Nobelprisen i fysikk 1919 - Prisutdelingstale  ” , Fondation Nobel ,1 st juni 1920(åpnet 14. august 2012 )  :“  Så lenge siden 1869 oppdaget Hittorf at hvis et lavtrykk er satt opp i et utløpsrør, sendes stråler fra den negative elektroden, den såkalte katoden.  "
  23. (i) Wolfgang Demtröder , atomer, molekyler og Fotoner: En introduksjon til atom-, molekylær- og Quantum Physics , Springer,22. desember 2005, 573  s. ( ISBN  978-3540206316 ) , s.  34
  24. Dahl 1997 , s.  55-58
  25. (in) Robert DeKosky , "  William Crookes and the quest for absolute vacuum in the 1870s  " , Ann. Sci. , Taylor & Francis, vol.  40, n o  1,1983, s.  1–18 ( DOI  10.1080 / 00033798300200101 )
  26. (en) Henry M. Leicester , The Historical Background of Chemistry , Dover Publications ,1971( ISBN  0-486-61053-5 ) , s.  221–222
  27. Dahl 1997 , s.  64-78
  28. (i) Pieter Zeeman og Norman Lockyer ( red. ), "  Sir William Crookes, FRS  " , Nature , Nature Publishing Group, vol.  77, n o  19841907, s.  1–3 ( DOI  10.1038 / 077001a010.1038 / 077001a0 , les online )
  29. Dahl 1997 , s.  99
  30. Micheline Charpentier-Morize , Perrin-lærd og politiker , Paris, Belin ,Oktober 1997, 285  s. ( ISBN  978-2701120027 , online presentasjon ) , s.  25-28
  31. Rosmorduc 1985 , s.  205
  32. Dahl 1997 , s.  122-185
  33. (i) JJ Thomson , "  Cathode Rays  " , Phil. Mag. , vol.  44 n o  293,1897( les online [PDF] , åpnet 19. februar 2013 )
  34. (in) Robert Wilson , Astronomy Through the Ages: The Story of the Human Attempt to Understanding the Universe , CRC Press ,1997( ISBN  0-7484-0748-0 ) , s.  138
  35. (in) Joseph J. Thomson , Carriers of Negative Electricity: Nobel Lecture, 11. desember 1906 , Oslo (Sverige), Nobel Foundation,1906( les online [PDF] ) , s.  9
  36. Serway 1992 , s.  473
  37. Benoît Lelong, "  Ingen har oppdaget elektronet  " , La Recherche (konsultert 9. august 2012 )
  38. Allan R. Glanville ( red. ), Scientifica, den universelle guiden til vitenskapens verden: Matematikk, fysikk, astronomi, biologi, kjemi, geologi, medisin , HF Ullmann,17. september 2010( ISBN  978-3-8480-0494-2 ) , s.  148
  39. Augustin 2008 , s.  116.
  40. Pablo Jensen , Atomer i kaffekremen min: Kan fysikk forklare alt? , Terskel , koll.  "Science Points",Februar 2001( ISBN  978-2-02-062984-3 ) , s.  208-211
  41. (i) Thaddeus J. Trenn , "  Rutherford på alfa-beta-gamma klassifisering av radioaktive stråler  " , Isis , vol.  67, n o  1,1976, s.  61-75 ( DOI  10.1086 / 351545 )
  42. Henri Becquerel , "  Avvik fra radiumstråling i et elektrisk felt  ", Ukentlig rapporter om øktene til Academy of Sciences , Academy of Sciences, vol.  130,1900, s.  809–815
  43. Buchwald og Warwick 2001 , s.  90–91
  44. (i) William G. Myers , "  Becquerel's Discovery of Radioactivity in 1896  " , Journal of Nuclear Medicine , Society of Nuclear Medicine , Vol.  17, n o  7,1976, s.  579–582 ( les online [PDF] )
  45. (i) Isaak K. Kikoin og Isaak S. Sominskiĭ , "  Abram Fedorovich Ioffe (på sin åtti bursdag)  " , Sovjet fysikk Uspekhi , vol.  3,1961, s.  798–809 ( DOI  10.1070 / PU1961v003n05ABEH005812 ). Opprinnelig publikasjon på russisk: (ru) И.К. Кикоин og М.С. Соминский , “  Академик А.Ф. Иоффе  ” , Успехи Физических Наук , vol.  72, n o  101960, s.  303–321 ( les online [PDF] )
  46. (i) Robert A. millikan , "  The Isolation av et ion, en Precision Measurement of Charge ikt, og korrigering av Stokes' lov  " , Physical Review , n o  32,Februar 1911, s.  349–397 ( DOI  10.1103 / PhysRevSeriesI.32.349 )
  47. Ilarion Pavel , "  Millikans måling av elektronens ladning  ", BibNum ,desember 2010( les online , konsultert 24. januar 2013 ) Informasjonen vises under fanen Analyse .
  48. (in) NN Das Gupta og Sanjay K. Ghosh , "  A Report on the Wilson Cloud Chamber and Its Applications in Physics  " , Anmeldelser av moderne fysikk , The American Physical Society, Vol.  18,1999, s.  225–290 ( DOI  10.1103 / RevModPhys.18.225 )
  49. McFee 2012 , s.  130-131, 135
  50. McEvoy, Zarate og Groves 2014 , s.  72-75.
  51. (i) MS Longair, teoretiske begreper i fysikk: En alternativ visning av teoretisk resonnement i fysikk , Cambridge University Press, 2003( ISBN  978-0-521-52878-8 , leses online ) , s.  377–378
  52. Se for eksempel, (i) J. Mehra og H. Rechenberg , historiske utvikling Quantum Theory , vol.  1, New York, Springer-Verlag ,1982( ISBN  3-540-90642-8 ) , s.  193–196
  53. (in) Niels Bohr , Atomens struktur: Nobel Lecture, 11. desember 1922 , Nobel Foundation,1922( les online [PDF] ) , s.  37
  54. C. Cohen-Tannoudji , B. Diu og F. Laloë , Quantum Mechanics , t.  1, Hermann,21. oktober 1997( ISBN  2705660747 ) , kap.  1
  55. Smirnov 2003 , s.  14–21
  56. McEvoy, Zarate og Groves 2014 , s.  78-89, 101-104 og 119.
  57. (in) Gilbert N. Lewis , "  The Atom and the Molecule  " , Journal of the American Chemical Society , Vol.  38, n o  4,1916, s.  762–786 ( DOI  10.1021 / ja02261a002 )
  58. (no) Theodore Arabatzis og Kostas Gavroglu , “  The Chemists 'Electron  ” , European Journal of Physics , vol.  18,1997, s.  150–163 ( DOI  10.1088 / 0143-0807 / 18/3/005 )
  59. (i) Irving Langmuir , "  The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules  " , Journal of the American Chemical Society , Vol.  41, n o  6,1919, s.  868–934 ( DOI  10.1021 / ja02227a002 )
  60. (in) Eric R. Scerri , The Periodic Table , Oxford University Press ,2007( ISBN  0-19-530573-6 ) , s.  205–226
  61. McFee 2012 , s.  132-133
  62. (i) Michela Massimi , Paulis eksklusjonsprinsipp, opphavet og validering av et vitenskapelig prinsipp , Cambridge University Press,2005( ISBN  0-521-83911-4 ) , s.  7–8
  63. (De) GE Uhlenbeck og S. Goudsmit, “  Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons  ” , Die Naturwissenschaften , vol.  13, nr .  47,1925, s.  953 ( DOI  10.1007 / BF01558878 )
  64. (De) Wolfgang Pauli, “  Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes  ” , Zeitschrift für Physik , vol.  16, n o  1,1923, s.  155–164 ( DOI  10.1007 / BF01327386 )
  65. (in) KA Peacock, The Quantum Revolution: A Historical Perspective , Greenwood Publishing Group ,2008( ISBN  0-313-33448-X , leses online ) , s.  47
  66. (in) H. Krieger, Constitutions of Matter: Mathematically modellering of The Most everyday physical phenomena , University of Chicago Press ,1998( ISBN  0-226-45305-7 , leses online ) , s.  22
  67. Augustin 2008 , s.  118.
  68. Thorne 1997 , s.  150 (merknad).
  69. McEvoy, Zarate og Groves 2014 , s.  99.
  70. Curtis 2003
  71. (De) Heinrich Hertz , "  Ueber den Einfluss des ultravioletten Lichtes auf die electrische Entladung  " , Annalen der Physik , vol.  267, n o  8,1887, s.  983–1000 ( DOI  10.1002 / andp.18872670827 , Bibcode  1887AnP ... 267..983H )
  72. (in) For hans tjenester til teoretisk fysikk, og spesielt for hans oppdagelse av loven om fotoelektrisk effekt  " i Nobel Foundation, "  Nobelprisen i fysikk i 1921  ," Nobel Foundation , 2010. Tilgang 15. juni 2010
  73. Serway 1992 , s.  383-386
  74. Serway 1992 , s.  387-389
  75. (en) Louis de Broglie , The Wave Nature of the Electron: Nobel Lecture, 12. desember 1929 , Fondation Nobel,1929( les online [PDF] ) , s.  1. 3
  76. (en) Brigitte Falkenburg , Particle Metaphysics: A Critical Account of Subatomic Reality , Springer Verlag,2007( ISBN  3-540-33731-8 ) , s.  85
  77. (in) Clinton J. Davisson , The Discovery of Electron Waves: Nobel Lecture, 13. desember 1937 , Nobel Foundation,13. desember 1937( les online [PDF] ) , s.  8
  78. (De) Erwin Schrödinger , “  Quantisierung als Eigenwertproblem  ” , Annalen der Physik , vol.  384, n o  4,27. januar 1926, s.  361-376 ( DOI  10.1002 / andp.19263840404 )
  79. (i) John S. Rigden , Hydrogen , Harvard University Press ,2003( ISBN  0-674-01252-6 ) , s.  59–86
  80. (in) Bruce Cameron Reed , Quantum Mechanics , Jones & Bartlett Publishers,2007( ISBN  0-7637-4451-4 ) , s.  275–350
  81. (De) Wolfgang Pauli , “  Zur Quantenmechanik des magnetischen Elektrons  ” , Zeitschrift für Physik A , vol.  43, n bein  9-10,1927, s.  601-623 ( DOI  10.1007 / BF01397326 )
  82. (in) Paul AM Dirac , "  The Quantum Theory of the Electron  " , Proceedings of the Royal Society of London A , vol.  117, n o  778,1 st februar 1928, s.  610-624 ( DOI  10.1098 / rspa.1928.0023 )
  83. (in) Paul AM Dirac , Theory of Electron Tomography and Nobel Lecture, 12. desember 1933 , Nobel Foundation,12. desember 1933( les online [PDF] )
  84. Weinberg 1978 , s.  104-105.
  85. Futura-Sciences, “  Antimatière  ” , om Futura-Sciences (åpnet 13. august 2012 )
  86. (i) Roger Highfield , "  How Dirac Predicted antimatter  " , New Scientist ,12. mai 2009( les online , konsultert 13. august 2012 )
  87. (in) Helge S. Kragh , Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century , Princeton University Press ,2002( ISBN  0-691-09552-3 ) , s.  132
  88. (in) Frank Gaynor , Concise Encyclopedia of Atomic Energy , The Philosophical Library,1950, s.  117
  89. (i) G. Aruldhas , kvantemekanikk , Prentice Hall of India Pvt. Ltd.,2009, 2 nd  ed. ( ISBN  81-203-3635-6 , leses online ) , “§15.15 Lamb Shift” , s.  404
  90. (in) Richard P. Feynman , "  The Development of the Space-Time View of Quantum Electrodynamics: Nobel Lecture, December 11, 1965  " , Nobel Foundation ,11. desember 1965(åpnet 22. februar 2010 )
  91. (in) Julian Schwinger , Relativistic Quantum Field Theory: Nobel Lecture, 11. desember 1965 , Nobel Foundation ,11. desember 1965( les online [PDF] ) , s.  1. 3
  92. (in) Sin-Itiro Tomonaga , "  Development of Quantum Electrodynamics: Nobel Lecture, May 6, 1966  " , Nobel Foundation ,6. mai 1966(åpnet 22. februar 2010 )
  93. (in) Lorentz Institute, "  Lorentz & the Solvay Conferences  " , Leiden University ,september 2009(åpnet 20. august 2012 )
  94. I følge CODATA 2010 er det 5,485 799 094 6 (22 × 10 −4  u
  95. (en) NIST, "  CODATA-verdi: Proton-elektron-masseforhold  " , 2006 CODATA anbefalte verdier , National Institute of Standards and Technology (åpnet 22. februar 2010 )
  96. Zombeck 2007 , s.  14
  97. (in) Michael T. Murphy , Victor V. Flambaum Sebastien Muller og Christian Henkel , "  Strong Limit was variable Proton-to-Electron Mass Ratio from Molecules in the Distant Universe  " , Science , vol.  320, n o  5883,20. juni 2008, s.  1611-1613 ( DOI  10.1126 / science.1156352 , abstrakt )
  98. "  Fra nå av konstanter  ", La Recherche , n o  350,desember 2017, s.  18.
  99. (i) Jens C. Zorn , George E. Chamberlain og Vernon W. Hughes , "  Experimental Limits for the Electron-Proton Charge Difference and for the Charge of the Neutron  " , Physical Review , vol.  129, n o  6,1963, s.  2566–2576 ( DOI  10.1103 / PhysRev.129.2566 )
  100. McFee 2012 , s.  141-143
  101. Raith og Mulvey 2001
  102. Laurent Favart , “Electron-positron annihilation” , i Laurent Favart, Physique aux collisionneurs , Bruxelles, Université libre de Bruxelles, 2011-2012 ( les online [PDF] ) , s.  35-36
  103. (in) Nuclear Science Division, "  Antimatter  " , National Laboratory Lawrence Berkeley ,november 2004(åpnet 16. august 2012 )
  104. (in) G. Gabrielse , D. Hanneke , T. Kinoshita , Mr Nio og B. Odom , "  New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron g Value and QED  " , Physical Review Letters , vol.  97,2006, s.  030802 ( DOI  10.1103 / PhysRevLett.97.030802 )
  105. (in) Estia J. Eichten Michael E. Peskin , "  New Tests for Quark and Lepton substructure  " , Physical Review Letters , American Physical Society , Vol.  50, n o  111983, s.  811–814 ( DOI  10.1103 / PhysRevLett.50.811 , Bibcode  1983PhRvL..50..811E )
  106. (in) G. Gabrielse , D. Hanneke , T. Kinoshita , Mr Nio og B. Odom , "  New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron g Value and QED  " , Physical Review Letters , vol.  97, n o  3,2006, s.  030802 (1–4) ( DOI  10.1103 / PhysRevLett.97.030802 , Bibcode  2006PhRvL..97c0802G )
  107. (in) Perimeter Institute for Theoretical Physics, "  Mer om strengteori  " , Perimeter Institute for Theoretical Physics ,2012(åpnet 26. januar 2013 )
  108. (i) Hans Dehmelt , "  A Single Atomic Partikkel på Rest alltid flyter i Free Space: Ny verdi for Electron Radius  " , Physica Scripta , vol.  T22,1988, s.  102–110 ( DOI  10.1088 / 0031-8949 / 1988 / T22 / 016 )
  109. Marc Lachièze-Rey og Edgard Gunzig , Le Rayonnement cosmologique: Trace of the primordial Universe , Paris, Masson, coll.  "De caelo",1995, 216  s. ( ISBN  2-225-84924-2 , EAN  9782225849244 , ISSN  1164-5962 ) , s.  72
  110. (in) Dieter Meschede , optikk, lys og lasere: Den praktiske tilnærmingen til moderne aspekter av fotonikk og laserfysikk , Wiley-VCH ,2004( ISBN  3-527-40364-7 ) , s.  168
  111. (i) RI Steinberg , K. Kwiatkowski W. Maenhaut og NS Wall , "  Experimental Test of Charge Conservation and the stability of the Electron  " , Physical Review D , The American Physical Society, Vol.  61, n o  to1999, s.  2582–2586 ( DOI  10.1103 / PhysRevD.12.2582 )
  112. NASA sier at det handler om 13,77 milliarder år, se (i) NASA , "  Hvor gammel er universet?  " , NASA ,21. desember 2012(åpnet 14. januar 2013 )
  113. (in) Robert Mann (professor ved University of Waterloo , Ontario, Canada), En introduksjon til partikkelfysikk og standardmodell , CRC Press,2010( ISBN  978-1-4200-8298-2 ) , s.  544-546
  114. (in) B. Odom , D. Hanneke , B. D'Urso og G. Gabrielse , "  New Measurement of the Electron Magnetic Moment Using a One-Electron Cyclotron Quantum  " , Physical Review Letters , vol.  97,2006, s.  030801 ( DOI  10.1103 / PhysRevLett.97.030801 )
  115. Anastopoulos 2008 , s.  261–262
  116. Zitoun 2000 , s.  50-51
  117. (in) "  Ikke pæreformet  "economist.com ,26. mai 2011(åpnet 11. desember 2015 )
  118. "  Vi vil aldri vite hva et elektron er  ", Science et Vie ,juli 2016, s.  62
  119. (in) Clara Moskowitz, "  Electron Appears Sferical, Squashing Hope for New Physics Theories  " , Scientific American ,11. november 2013( les online , konsultert 12. august 2016 )
  120. (in) "  Elektron er overraskende rund, sier keiserlige forskere som følger ti års studie  "imperial.ac.uk ,26. mai 2011(åpnet 9. desember 2015 )
  121. (in) "  Electron EDM: Technical experimental  "imperial.ac.uk (åpnet 10. desember 2015 )
  122. (i) JJ Hudson , MD Kara , IJ Smallman , BE Sauer , MR Tarbutt og EA Hinds , "  Forbedret måling av formen til elektronet  " , Nature , vol.  473, n o  7348,2011, s.  493–496 ( ISSN  0028-0836 , DOI  10.1038 / nature10104 )
  123. Serway 1992 , s.  252-257
  124. Serway 1992 , s.  420-424
  125. Munowitz 2005 , s.  162-218
  126. Serway 1992 , s.  464 og 465 (fig. 3)
  127. McFee 2012 , s.  158-159
  128. (in) Dave Fehling , "  The Standard Model of Particle Physics: A Lunchbox's Guide  " , The Johns Hopkins University,November 2006(åpnet 13. august 2012 )
  129. (i) Paul H. Frampton , PQ Hung og Marc Sher , "  Quarks and Leptons Beyond the Third Generation  " , Physics Reports , Vol.  330,Juni 2000, s.  263–348 ( DOI  10.1016 / S0370-1573 (99) 00095-2 )
  130. Anastopoulos 2008 , s.  236–237
  131. (i) Gordon Kane , "  Er det virkelig konstant å komme virtuelle partikler inn og ut av eksistensen? Eller er de bare et matematisk bokføringsapparat for kvantemekanikk?  " , Scientific American ,9. oktober 2006( les online )
  132. Griffiths 1995 , s.  115
  133. (i) John Taylor , The New Physics , Cambridge University Press ,1989( ISBN  0-521-43831-4 ) , s.  464
  134. (i) I. Levine , D. Koltick B. Howell , E. Shibata , J. Fujimoto , T. Tauchi , K. Abe , T. Abe og I. Adachi , "  Måling av den elektromagnetiske koblingen ved stor momentumoverføring  " , Physical Review Letters , vol.  78,1997, s.  424–427 ( DOI  10.1103 / PhysRevLett.78.424 )
  135. Griffiths 1995 , s.  190
  136. (en) Henning Genz ( overs.  Karin Heusch), Nothingness: The Science of Empty Space ["  Die Entdeckung des Nichts  "], Helix Books og Perseus Books,1999( ISBN  0-7382-0061-1 , online presentasjon ) , s.  241-243 og 245-247 En annen versjon av verket ble utgitt i 2001 ( ISBN  978-0738206103 ) .
  137. (i) John Gribbin , "  Mer til elektroner enn møter øyet  " , ny forsker ,25. januar 1997, s.  15 ( leses online , konsultert 24. februar 2010 ) : "  Forskerne oppdaget at effekten av denne skyen av virtuelle partikler for å skjerme elektronens ladning ble redusert jo nærmere en partikkel trengte inn til elektronens kjerne. Den sanne verdien av den elektromagnetiske ladningen nær sentrum av elektronet var langt større enn ved kanten.  "
  138. Greene 2000 , s.  284.
  139. (in) Hitoshi Murayama , Proceedings of the Rencontres de Moriond XLIInd we Electroweak Interactions and Unified Theories: La Thuile, Italy , coll.  "Møter av Moriond / 42",2007( les online ) , "Supersymmetry Breaking Made Easy, Lifable and Generic", gir 9% masseforskjell for et elektron på størrelse med Plancks lengde .
  140. (i) Julian Schwinger , "  We Quantum Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron  " , Physical Review , vol.  73, n o  4,1948, s.  416–417 ( DOI  10.1103 / PhysRev.73.416 )
  141. (i) Kerson Huang , Fundamental Forces of Nature: The Story of Gauge Fields , World Scientific,2007( ISBN  981-270-645-3 ) , s.  123–125
  142. (i) Leslie L. Foldy og Siegfried A. Wouthuysen , "  On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and Its Non-Relativistic Limit  " , Physical Review , vol.  78,1950, s.  29-36 ( DOI  10.1103 / PhysRev.78.29 )
  143. (in) Burra G. Sidharth , "  Revisiting Zitterbewegung  " , International Journal of Theoretical Physics , Vol.  48,August 2008, s.  497–506 ( DOI  10.1007 / s10773-008-9825-8 )
  144. (i) Robert S. Elliott , "  Historien om elektromagnetikk slik Hertz ville ha kjent den  " , IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques , Vol.  36, n o  5,Mai 1988, s.  806–823 ( DOI  10.1109 / 22.3600 , sammendrag ) Tekst tilgjengelig for abonnenter.
  145. Munowitz 2005 , s.  140
  146. Serway 1989 , s.  166-167, 276-277
  147. (i) Benjamin Crowell , elektrisitet og magnetisme , lys og materie2000( ISBN  0-9704670-4-4 , leses online ) , s.  129–145
  148. (i) Bo Thide (Medlem av svenske instituttet for romfysikk ), elektromagnetiske felt teori , Uppsala, Sverige, Upsilon Books1989, 2 nd  ed. , 272  s. ( ISBN  9780486477732 , leses online ) , s.  122
  149. Munowitz 2005 , s.  160
  150. (in) Rohan Mahadevan , Ramesh Narayan and Blinding Yi , "  Harmony in Electrones: cyclotron and synchrotron emission by Thermal Electrons in a Magnetic Field  " , Astrophysical Journal , vol.  465,1996, s.  327–337 ( DOI  10.1086 / 177422 , les online [PDF] )
  151. (in) Fritz Rohrlich , "  The Self-Force and Radiation Reaction  " , American Journal of Physics , vol.  68, n o  12Desember 1999, s.  1109–1112 ( DOI  10.1119 / 1.1286430 )
  152. (in) Howard Georgi , The New Physics , Cambridge University Press ,1989( ISBN  0-521-43831-4 ) , “Grand Unified Theories” , s.  427
  153. (in) George J. Blumenthal og Robert J. Gould , "  Bremsstrahlung, Synchrotron Radiation, and Compton Scattering of High-Energy Electrones Traversing Dilute Gases  " , Reviews of Modern Physics , Vol.  42,1970, s.  237–270 ( DOI  10.1103 / RevModPhys.42.237 )
  154. Zombeck 2007 , s.  393 og 396
  155. (i) Arthur H. Compton , røntgenbilder har en gren av optikk: Nobel Lecture, 12. desember 1927 , Nobel Foundation ,2008( les online [PDF] ) , s.  17
  156. (in) Szu-Yuan Chen , Anatoly Maksimchuk og Donald Umstadter , "  Experimental Observation of Nonlinear Thomson Scattering Relativistic  " , Nature , vol.  396,1998, s.  653–655 ( DOI  10.1038 / 25303 )
  157. (in) Robert Beringer og CG Montgomery , "  The Angular Distribution of Positron Annihilation Radiation  " , Physical Review , vol.  61, nr .  5–6,1942, s.  222–224 ( DOI  10.1103 / PhysRev.61.222 )
  158. (in) Jerry Wilson og Anthony Buffa , College Physics , Prentice Hall ,2000, 4 th  ed. ( ISBN  0-13-082444-5 ) , s.  888
  159. (i) Jörg Eichler , "  Elektron-Positron-parproduksjon i relativistiske ion-atomkollisjoner  " , Physics Letters , vol.  347, n bein  1-3,14. november 2005, s.  67–72 ( DOI  10.1016 / j.physleta.2005.06.105 )
  160. (in) JH Hubbell , "  Electron Positron Pair Production by Photon: A historical overview  " , Physics and Radiation Chemistry , vol.  75, n o  6,juni 2006, s.  614-623 ( DOI  10.1016 / j.radphyschem.2005.10.008 )
  161. (in) Chris Quigg , TASI 2000 Flavour Physics for the Millennium , Boulder, Colorado, arXiv,4. - 30. juni 2000( Online presentasjon ) , "The Electroweak Theory" , s.  80
  162. Augustine 2008 , s.  119.
  163. Raymond Serway ( overs.  Robert Morin), Fysikk I: Mekanikk , HRW-utgaver Ltée,1985( ISBN  0-03-926355-X ) , s.  125-126
  164. Hello prof, "  6020 - Atomic models  " , Hello prof ,2012(åpnet 14. august 2012 )  :“Et nøytralt atom har alltid like mange protoner som elektroner. "
  165. asp, "  Ion  " , personlig skoleassistanse,2012(åpnet 14. august 2012 )
  166. CFDT Syndicate of Atomic Energy , Le Dossier electronucléaire , Seuil, koll.  "Science Points",1 st januar 1980( ISBN  978-2020054034 ) , s.  21
  167. CEA, "  In the heart of matter: atoms (1/4)  " , French Atomic Energy and Alternative Energies Commission,2013(åpnet 3. mars 2013 )
  168. Serway 1992 , s.  475-479
  169. (in) Steven Holzner , Quantum Physics For Dummies , For Dummies,16. januar 2009, 336  s. ( ISBN  978-0470381885 , leses online ) , s.  251
  170. (in) Robert S. Mulliken , "  Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding  " , Science , vol.  157, n o  3784,1967, s.  13–24 ( DOI  10.1126 / science.157.3784.13 )
  171. (in) Eric HS Burhop , The Auger Effect and Other Radiationless Transitions , New York, Cambridge University Press ,1952, s.  2–3
  172. (en) Claus Grupen , Instrumentation in Elementary Particle Physics, VIII , vol.  536, Istanbul, Dordrecht, D. Reidel Publishing Company, koll.  "AIP Conference Proceedings",28. juni 1999( DOI  10.1063 / 1.1361756 , online presentasjon ) , “Physics of Particle Detection” , s.  3–34
  173. (in) David Jiles , Introduksjon til magnetisme og magnetiske materialer , CRC Press ,1998( ISBN  0-412-79860-3 ) , s.  280–287
  174. (i) Per Olov Löwdin Erkki Erkki Brandas og Eugene S. Kryachko , Fundamental World of Quantum Chemistry: En Hyllest til minne om Per-Olov Löwdin , Springer ,2003( ISBN  1-4020-1290-X ) , s.  393–394
  175. (i) Eden Francis, "  Valence Electrons  " , Clackamas Community College2002(åpnet 29. desember 2012 )
  176. Pauling 1960
  177. (i) Donald Allan McQuarrie og John Douglas Simon , Physical Chemistry: A Molecular Approach , University Science Books,1997( ISBN  0-935702-99-7 ) , s.  325–361
  178. (i) R. Daudel , RFW Bader , ME Stephens og DS Borrett , "  The Electron Pair i kjemi  " , Canadian Journal of Chemistry , vol.  52,11. oktober 1973, s.  1310–1320 ( les online [PDF] )
  179. John W. ill , Ralph H. Petrucci , Martin Lamoureux og Martin Dion , generell kjemi , Saint-Laurent, Canada, Éditions du Renouveau Pédagogique,2002( ISBN  2-7613-1206-6 ) , s.  282
  180. Paul Arnaud , Kurs i fysisk kjemi , Paris, Dunod,1988( ISBN  2-04-018602-6 ) , s.  412-415
  181. Donald A. Mc Quarrie og Peter A. Rock ( overs.  Paul Depovere), generell kjemi , De Boeck University,1992, 3 e  ed. ( ISBN  2-8041-1496-1 ) , s.  766-768
  182. (in) Vladimir A. Rakov og Martin A. Uman , Lightning: Physics and Effects , Cambridge University Press ,2007( ISBN  0-521-03541-4 ) , s.  4
  183. (in) Gordon R. Freeman , "  Triboelectricity and Some associated phenomena  " , Materials Science and Technology , Vol.  15, n o  121999, s.  1454–1458
  184. (in) Keith M. Forward , Daniel J. Lacks og R. Mohan Sankaran , "  Methodology for Studying Particle-Particle triboelectrification in Granular Materials  " , Journal of Electrostatics , vol.  67, ingen bein  2-3,Mai 2009, s.  178–183 ( oppsummering )
  185. Serway 1989 , s.  2-4
  186. (in) Liang Fu Lou , Introduksjon til fononer og elektroner , World Scientific,2003( ISBN  978-981-238-461-4 )
  187. (i) Bhag S. Guru og Hüseyin R. Hızıroğlu , elektromagnetiske felt teori , Cambridge University Press ,2004( ISBN  0-521-83016-8 ) , s.  138 og 276
  188. (in) MK Achuthan og KN Bhat , Fundamentals of Semiconductor Devices , Tata McGraw-Hill,2007( ISBN  0-07-061220-X ) , s.  49–67
  189. (en) JM Ziman , elektroner og fononer: teorien om transportfenomener i faste stoffer , Oxford University Press ,2001( ISBN  0-19-850779-8 ) , s.  260
  190. (i) Peter Main , "  Når elektroner går med strømmen: Fjern barrierer som skaper elektrisk motstand, og du får ballistiske elektroner og en kvanteoverraskelse  " , New Scientist , vol.  1887,12. juni 1993, s.  30 ( les online )
  191. (i) Glenn R. Blackwell , The Electronic Packaging Handbook , CRC Press ,2000( ISBN  0-8493-8591-1 ) , s.  6.39–6.40
  192. (in) Alan Durrant , Quantum Physics of Matter: The Physical World , CRC Press ,2000( ISBN  0-7503-0721-8 ) , s.  43, 71–78
  193. (in) John Bardeen , Electron-Phonon Interaction and Superconductivity: Nobel Lecture, 11. desember 1972 , Oslo, Nobel Foundation ,1972( les online [PDF] ) , s.  16
  194. (in) Leon N. Cooper , mikroskopiske kvanteinterferenseffekter i teorien om superledningsevne: Nobel Lecture, 11. desember 1972 , Oslo, Nobel Foundation ,1972( les online [PDF] ) , s.  21
  195. (in) Robert Schrieffer , makroskopisk kvantefenomen fra parring i superledere: Nobel Lecture, 11. desember 1972 , Oslo, Nobel Foundation ,1972( les online [PDF] ) , s.  12
  196. Charles Kittel ( overs.  Nathalie Bardou, d re ès physiques physique, og Évelyne Kolb, lektor ved universitetet Pierre-et-Marie-Curie ), Solid state physics , Paris, Dunod,1998, 7 th  ed. ( ISBN  2-10-003267-4 ) , s.  320-322
  197. Futura-Sciences, "  Chargeon  " , Futura-Sciences,2012(åpnet 14. august 2012 )
  198. (i) Yodchay Jompol , CJB Ford , JP Griffiths , I. Farrer , GA Jones , D. Anderson , DA Ritchie , TW silke og AJ Schofield , "  Probing Spin-ladningsseparasjon i en Tomonaga-Luttinger flytende  " , Science , vol .  325, nr .  594031. juli 2009, s.  597-601 ( DOI  10.1126 / science.1171769 , sammendrag , lest online , åpnet 27. februar 2010 )
  199. Feynman 1987 , s.  109
  200. (in) Dionysius Lardner , avhandling er Heat , Longman, Rees, Orme, Brown, Green & Longman,1833( les online ) , s.  341
    • ekstrakt: Tilstanden der en oppvarmet kropp, naturlig ute av stand til å avgi lys, blir lysende, kalles en tilstand av glødelampe . oversettelse: "Vi kaller" glødelampe "tilstanden der en oppvarmet kropp, som naturlig ikke er i stand til å avgi lys, blir lysende. "
  201. (i) Bernard Value og Mario N. Berberan-Santos , "  A Brief History of Fluorescence and Phosphorescence before the Emergence of Quantum Theory  " , J. Chem. Utdannelse. , vol.  88, n o  6,2011, s.  731–738 ( DOI  10.1021 / ed100182h )
  202. Serway 1992 , s.  130 ( les online ):“Kildene til elektromagnetisk stråling er akselererte ladninger. "
  203. François Rothen , Generell fysikk: Natur- og biovitenskapens fysikk , Presses Polytechniques et Universitaires Romandes,18. november 1999, 862  s. ( ISBN  978-2880743963 , leses online ) , s.  416 : “Enhver magnetisk stråling produseres nødvendigvis ved akselerasjon av elektriske ladninger. "
  204. McFee 2012 , s.  130
  205. Feynman 1987 , s.  137-145
  206. Serway 1992 , s.  301-303
  207. Bernard Valeur, "  The Colors of Animals  " , CNRS ,oktober 2012(åpnet 17. august 2012 )
  208. (in) Max Born (forfatter), Emil Wolf (forfatter), AB Bhatia (bidragsyter), PC Clemmow (bidragsyter), D. Gabor (bidragsyter), AR Stokes (bidragsyter), AM Taylor (bidragsyter), PA Wayman ( bidragsyter) og WL Wilcock (bidragsyter), prinsipper for optikk: elektromagnetisk forplantningsteori, interferens og diffusjon av lys , Cambridge University Press ,13. oktober 1999, 7 th  ed. , 986  s. ( ISBN  978-0521642224 ) , s.  742
  209. (i) James William Rohlf , Moderne fysikk fra α til Z ° , New York, John Wiley & Sons, Inc., Desember 1994( ISBN  0-471-57270-5 ) , s.  125
  210. Frauenfelder og Henley 1991 , s.  42-43
  211. Zitoun 2000 , s.  84-85
  212. Frauenfelder og Henley 1991 , s.  43
  213. Zitoun 2000 , s.  81
  214. (in) "  Solar Cells  " , Chemistry Explained,2017(tilgjengelig på en st januar 2017 )
  215. (in) Pavel A. Cherenkov , Stråling av partikler som beveger seg med en overskridelse av lysets hastighet, og noen av mulighetene for deres bruk i eksperimentell fysikk: Nobel Lecture, 11. desember 1958 , Oslo, Nobel Foundation ,1958( les online [PDF] ) , s.  15
  216. (in) Ilja Mr. Frank , Optics of Light Sources Moving in Refractive Media: Nobel Lecture, 11. desember 1958 , Oslo, Nobel Foundation ,1958( les online [PDF] ) , s.  27
  217. (in) Igor Y. Tamm , Generelle kjennetegn ved stråling som sendes ut av bevegelige systemer med superlyshastigheter med noen anvendelser til plasmafysikk Nobel forelesning, 11. desember 1958 , Oslo, Nobel Foundation ,1958( les online [PDF] ) , s.  1. 3
  218. Éric Gourgoulhon , Restricted Relativity: Fra Partikler i astrofysikk , EDB Sciences, coll.  "Nåværende kunnskap",17. mai 2010, 804  s. ( ISBN  978-2759800674 , online presentasjon , les online ) , s.  101
  219. Serway 1992 , s.  348. Formelen presenteres annerledes, men ved å fremheve , finner vi formelen.
  220. (in) "  Spesiell relativitet  " , Stanford Linear Accelerator Center,26. august 2008(åpnet 27. februar 2010 )
  221. Serway 1992 , s.  450
  222. (i) Luis W. Alvarez og W. Peter Trower , kap.  3 “K-Electron Capture by Nuclei” , i Emilio Segré, Discovering Alvarez: Utvalgte verk av Luis W. Alvarez, med kommentarer fra studenter og kolleger , University of Chicago Press,1987( ISBN  0-226-81304-5 ) , s.  11-12
  223. (i) Luis W. Alvarez , "  Nuclear K Electron Capture  " , Physical Review , vol.  52,1937, s.  134–135 ( DOI  10.1103 / PhysRev.52.134 )
  224. (no) European Space Agency, "  Så hvordan startet alt? ... En tidslinje for universet  ” , European Space Agency ,2012(åpnet 13. august 2012 )
  225. (i) NASA, "  The Big Bang  " , NASA ,2012(åpnet 13. august 2012 )
  226. (in) Lawrence Berkeley National Laboratory, "  Beta Decay  " , Lawrence Berkeley National Laboratory,August 2012(åpnet 6. august 2012 )
  227. (in) RA Schumacher , "Cosmic Ray Muon" i 33 340 Modern Physics Laboratory , Carnegie Mellon University,april 2010, 3.1 th  ed. ( les online [PDF] ) , s.  1
  228. (i) K. Bernlohr, "  Utvikling av Cosmic-Ray Air Dusj  " , Max Planck-instituttet i Heidelberg Für Kernphysik,1999(åpnet 13. august 2012 )
  229. (i) Paul F. Lurquin , livets opprinnelse og universet , Columbia University Press ,2003( ISBN  0-231-12655-7 ) , s.  2
  230. (en) N. Jarosik et al. , “  Seven-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results  ” , The Astrophysical Journal Supplement Series , vol.  192,2011, s.  14 ( DOI  10.1088 / 0067-0049 / 192/2/14 , Bibcode  2011ApJS..192 ... 14J , arXiv  1001.4744 )
  231. (i) Joseph Silk , Big Bang: The Creation and Evolution of the Universe , Macmillan,2000, 3 e  ed. ( ISBN  0-8050-7256-X ) , s.  110–112 og 134–137
  232. (i) Vic Christianto og Florentin Smarandache, "  Tretti uløste problemer i fysikken til elementære partikler  " , Progress in Physics , vol.  4,oktober 2007, s.  112–114 ( les online )
  233. (in) Edward W. Kolb , "  The Development of Baryon Asymmetry in the Early Universe  " , Physics Letters B , vol.  91, n o  to7. april 1980, s.  217–221 ( oppsummering )
  234. (in) Eric Sather , "  The Mystery of Matter Asymmetry  " , Beam Line , University of Stanford,vår / sommer 1996, s.  31-37 ( les online [PDF] )
  235. (i) Scott Burles , Kenneth M. Nollett og Michael S. Turner , "  Big Bang nucleosynthesis: Linking Inner Space og Outer Space  " , arxiv , University of Chicago,19. mars 1999( les online )
  236. (i) AM Boesgaard og G Steigman , "  Big Bang nucleosynthesis - Teorier og observasjoner  " , Annual Review of Astronomy og Astrophysics , vol.  23, n o  to1985, s.  319–378 ( les online )
  237. (i) Rennan Barkana , "  The First Stars in the Universe and Cosmic Reionization  " , Science , vol.  313, n o  5789,18. august 2006, s.  931–934 ( sammendrag )
  238. (in) E. Margaret Burbidge , GR Burbidge , William A. Fowler og F. Hoyle , "  Synthesis of Elements in Stars  " , Reviews of Modern Physics , Vol.  29, n o  4,1957, s.  548–647
  239. (in) LS Rodberg og VF Weisskopf , "  Fall of Parity: Recent Discoveries Related to Symmetry of Laws of Nature  " , Science , vol.  125, n o  3249,1957, s.  627–633
  240. (i) Chris L. Fryer , "  Mass Limits For Black Hole Formation  " , The Astrophysical Journal , vol.  522, n o  1,September 1999, s.  413–418 ( les online [PDF] )
  241. Serway 1992 , s.  371-372
  242. Den britiske fysikeren Stephen Hawking er den første som publiserer denne hypotesen i 1975: (i) SW Hawking , "  Particle Creation by Black Holes  " , Communications in Mathematical Physics , Vol.  43,1975, s.  199-220 Erratum ibid. , 46 , 206 (1976) Se online .
  243. (i) Maulik K. Parikh og F Wilczek , "  Hawking Radiation as Tunneling  " , Physical Review Letters , vol.  85, nr .  24,2000, s.  5042–5045 ( oppsummering )
  244. (no) SW Hawking , "  Black Hole Explosions?  » , Nature , vol.  248,1 st mars 1974, s.  30–31 ( oppsummering )
  245. (i) F. Halzen og Dan Hooper , "  Høy Energy nøytrinoastronomi: Den kosmiske ray-tilkobling  " , Rapporter om Progress i fysikk , vol.  66,2002, s.  1025–1078 ( sammendrag )
  246. (i) James F. Ziegler , "  Terrestrial Cosmic Ray Intensities  " , IBM Journal of Research and Development , Vol.  42, n o  1,Januar 1996, s.  117–139
  247. (in) Christine Sutton , "  Muon, Pawns and Other Strange Particles  " , New Scientist ,4. august 1990( les online , konsultert 28. februar 2010 )
  248. (in) Stuart Wolpert, "  Scientists Solve 30-year-Old Mystery Aurora Borealis  " , University of California,24. juli 2008(åpnet 28. februar 2010 )
  249. (i) Donald A. Gurnett og RR Anderson , "  Electron Plasma Oscillations Associated with Type III radio bursts  " , Science , vol.  194, nr .  427010. desember 1976, s.  1159–1162 ( oppsummering )
  250. (i) Hans G. Dehmelt , Eksperimenter med en isolert subatomær partikkel i hvile: Nobel Lecture, 8. desember 1989 , Oslo, Nobel Foundation ,1989, pdf ( les online [PDF] ) , s.  586
  251. (i) Philip Ekstrom , "  The Isolated Electron  " , Scientific American , Vol.  243, n o  to1980, s.  91–101 ( les online [PDF] )
  252. (in) Swedish Research Council , "  Electron Filmed For the First Time Ever  " , Phys.org ,22. februar 2008( les online , konsultert 7. mars 2010 )
  253. (i) J. Mauritsson , P. Johnsson , E. Mansten , Mr Swoboda , T. Ruchon , A. The huillier og KJ Schafer , "  Coherent Electron Scattering Captured by an Attosecond Quantum Strobe  " , Physical Review Letters , vol.  100,2008, s.  073003 ( les online [PDF] )
  254. (i) Andrea Damascelli , "  Verifiserer Electronic Structure av komplekse systemer ved ARPES  " , Physica Scripta , vol.  T109,2004, s.  61-74 ( oppsummering )
  255. (en) Rolf Erni , MD Rossell , C. Kisielowski og U. Dahmen , "  Atomic-Resolution Imaging with a Sub-50-pm Electron Probe  " , Physical Review Letters , vol.  102, n o  9,2009, s.  096101 ( sammendrag )
  256. (in) John W. Kitzmiller , TV-rør og andre katodestrålerør: Sammendrag av industri og handel , DIANE Publishing,1995( ISBN  0-7881-2100-6 ) , s.  3–5
  257. (i) John Elmer, "  Standardizing the Art of Electron Beam Welding  " , Lawrence Livermore National Laboratory,3. mars 2008(åpnet 28. februar 2010 )
  258. Serway 1992 , s.  502-504
  259. (in) Robert B. Friedman og Rick Kessler , The Photoelectric Effect & Its Applications , Yerkes Summer Institute ved University of Chicago,2005( les online [PDF] )
  260. Michel Crozon , The Raw Matter: The search for grunnleggende partikler og deres interaksjoner , Seuil,1987, s.  340
  261. (in) Robert K. Murray , Daryl K. Granner, Peter A. Mayes og Victor W. Rodwell, Harper's Illustrated Biochemistry , New York, NY, Lange Medical Books / MgGraw Hill2003( ISBN  0-07-121766-5 ) , s.  94-96
  262. J. P. Mathieu ( red. ), A. Kastler ( red. Og nobelpristageren i fysikk) og P. Fleury ( red. Og æresdirektør for Optical Institute), Dictionary av fysikk , Masson og Eyrolles,1991, 3 e  ed. , 567  s. ( ISBN  978-2225824159 ) , s.  155-156
  263. Richard Taillet , Loïc Villain og Pascal Febvre , Dictionary of physics , de Boeck,Februar 2013, 912  s. ( ISBN  9782804175542 , online presentasjon ) , s.  169-170
  264. (i) Vitaly A. Rassolov John A. Pople Paul C. Redfern og Larry A. Curtiss , "  Definisjonen av kjerneelektroner  " , Chemical Physics Letters , vol.  350, nr .  5-6,28. desember 2001, s.  573–576 ( DOI  10.1016 / S0009-2614 (01) 01345-8 , Bibcode  2001CPL ... 350..573R )
  265. John C. Kotz og Paul M. Treichel Jr , generell kjemi , Éditions de la Chenelière,2006( ISBN  978-2-8041-5231-4 , leses online ) , s.  170
  266. JC Mialocq, "  Dannelsen av det solvatiserte elektronet i fotokjemi  ", J. Chim. Phys. , vol.  85,1988, s.  31–45 ( DOI  10.1051 / jcp / 1988850031 , les online )
  267. "  Gratis elektronlaser  " , Futura Sciences,2016
  268. (in) Steven M. Anlange, "Seksjon 7: Free Electron Model" , i Steven M. Anlange, Physics 927 ( les online [PDF] ) , s.  1
  269. Jesus M. Tharrats Vidal , “  På et diagram over elektronet  ”, J. Phys. Radium , vol.  13, n o  5,1952, s.  283-288 ( DOI  10.1051 / jphysrad: 01952001305028300 , lest online , åpnet 12. mars 2013 )
  270. Henri Poincaré-arkiv, "  Hendrik Antoon Lorentz  " , Laboratory of History of Science and Philosophy, University of Lorraine,2012(åpnet 3. mars 2013 )
  271. "  " gratis elektronmodell "- Google-søk  " , Google,2015(åpnet 14. februar 2015 )
  272. "  " elektrongass "- Google-søk  " , Google,2015(åpnet 14. februar 2015 )

Vedlegg

Bibliografi

Relaterte artikler

Eksterne linker