Электрон (е-) - первая из открытых элементарных частиц, носитель отрицат. элементарного
заряда е=1,6.10-19 К (4,8.10-10
единиц СГСЭ). Э--самая лёгкая из всех заряж. элементарных частиц. Его масса
тe
9,1•10-28
г в 1836 раз меньше массы протона. Спин Э. равен 1/2 (в единицах 2p/h),
и, следовательно, Э. подчиняются Ферми - Дирака статистике. Магнитный момент Э. mе
е
/(2mес)
= mБ (mБ- магнетон Бора). В пределах точности эксперимента
Э.- стабильная частица. Его время жизни t>2•1022 лет.
Э. были открыты в 1897
Дж. Дж. Томсоном (J. J. Thomson), показавшим, что т. н. катодные лучи, возникающие
при электрич. разряде в разреженных газах, представляют собой поток отрицательно
заряженных частиц. Опытами по отклонению этих частиц в электрич. и магн. полях
было установлено, что уд. заряд е/т для них примерно в 1837 раз больше,
чем для ионов водорода. За частицами было закреплено назв. "электроны",
предложенное ранее в 1891 Дж. Стони (G. Stoney) для обозначения элементарного
заряда одновалентных ионов. Значение заряда Э. (близкое к современному) было
получено Р. Милликеном (R. Millikan) в серии опытов 1910-14.
Э. играют важнейшую роль
в строении окружающего нас вещества, образуя электронные оболочки атомов всех
хим. элементов. Типичные размеры электронных оболочек атомов, определяемые квантовой
спецификой поведения электронов в поле ядра, задаются в осн. значениями массы
и заряда Э. и по порядку величины близки к т. н. боровс-кому радиусу 
2/тее2
= 5•10-9 см.
Характер размещения Э.
в атомных оболочках и заполнения ими энергетич. уровней в существ. мере связан
с наличием у них спина 1/2 и, следовательно, с действием Паули принципа, запрещающего нахождение двух электронов в одинаковом квантовом состоянии.
Это ведёт к периодич. повторению свойств хим. элементов, открытому Д. И. Менделеевым
(см. Периодическая система элементов). С наличием спина у Э. связаны,
в частности, такие нетривиальные свойства ряда твёрдых тел, как ферромагнетизм, обусловливаемый выстраиванием спинов и связанных с ними магн. моментов у
электронов соседних атомов, и сверхпроводимость ,в основе к-рой лежит
возможность образования в металлах при низких темп-pax слабо связанных пар Э.
с противоположно ориентированными спинами (куперовские пары, см. Купера эффект).
Как элементарная частица
Э. принадлежит к классу леп-тонов ,т. е. обладает только эл--магн. и
слабым взаимодействием (и, естественно, гравитационным). Описание электромагнитного
взаимодействия Э. даётся квантовой электродинамикой (КЭД). В 1929
в рамках КЭД был произведён первый расчёт сечения электродинамич. процесса комптоновского
рассеяния у-квантов на Э. (см. Клейна - Нишины форму ла): g + е-
g'
+ е-', к-рый дал прекрасное согласие с экспериментом. Важным элементом
формализма КЭД явилось вторично-квантованное Дирака уравнение для Э.
со спином 1/2. Из него следовало существование частицы с массой, равной массе
Э., но с противоположным знаком заряда (античастицы Э.). Такая частица е+
, названная позитроном, была обнаружена в 1932 в составе космич. лучей, что явилось блестящим подтверждением
всей схемы КЭД.
За годы, прошедшие после
открытия позитрона, аппарат КЭД был усовершенствован введением техники перенормировки, позволившей учитывать в теории более высокие порядки, и предсказания КЭД
подверглись сравнению с экспериментом со всё возрастающей точностью. Во всех
случаях расхождений обнаружено не было. В частности, с рекордной точностью были
рассчитаны и измерены т. н. лэмбовский сдвиг уровней в атоме водорода
и магн. момент Э. С учётом высших поправок теории магн. момент Э. me
= 1,00116 mБ.
Один из важных выводов,
вытекающий из проверок КЭД, связан с размерами Э. КЭД предполагает Э. точечным.
Ни в одном эффекте расхождения с этим допущением обнаружено не было. Физически
это означает, что размеры Э. меньше 10-16 см. Наилучшая точность
проверки была достигнута в чисто электродинамич. процессе е++е-
2g.
Слабое взаимодействие Э. при энергиях, меньших 100 ГэВ в системе центра масс, описывается феноменоло-гич.
четырёхфермионной теорией; при энергиях, больших 100 ГэВ в системе центра масс,-
теорией электрослабого взаимодействия. Характерные примеры слабого взаимодействия
с участием Э.:
При рассмотрении слабого
взаимодействия Э. следует приписать дополнительную сохраняющуюся величину -
электронное лептонное число .Такое же лептонное число имеет электронное
нейтрино vе. В рамках точности совр. эксперимента электронное
лептонное число сохраняется. Это означает, что допустим, напр., процесс е-+р
n
+ ve, но невозможен процесс е-+р
m-+р
или процесс m-
е-
+g. Природа сохранения электронного лептонного числа пока не понята и явится
предметом дальнейших исследований. Наиб. вероятно, что указанный закон сохранения
не является строгим, но характер и степень его нарушения предстоит ещё выяснить.
Возможно, это прольёт новый свет на свойства Э.
А. А. Комар
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
