Электрон (символ е^-, e), первая элементарная частица, открытая в физике; материальный носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе. Электрон (физич.) — составная часть атомов; их число в нейтральном атоме равно атомному номеру, т. е. числу протонов в ядре.

  Современные значения заряда (e) и массы (me) Электрон (физич.) равны: e = — 4,803242(14)×10^-10 ед. СГСЭ = — 1,6021892(46)×10^-19кулон, m_e = 0,9109534(47)×10^-27г = 0,5110034(14) Мэв/с²,

где с — скорость света в вакууме (в скобках после числовых значений величин указаны средние квадратичные ошибки в последних значащих цифрах). Спин Электрон (физич.) равен ¹/₂ (в единицах Планка постоянной), и, следовательно, Электрон (физич.) подчиняются Ферми — Дирака статистике. Магнитный момент Электрон (физич.) — m = 1,0011596567(35) m₀, где m₀ — магнетон Бора. Электрон (физич.) — стабильная частица и относится к классу лептонов.

Установление существования Электрон (физич.) было подготовлено трудами многих выдающихся исследователей; в 1897 Электрон (физич.) был открыт Дж. Дж. Томсоном. Название «Электрон (физич.)» [первоначально предложенное английским учёным Дж. Стони (1891) для заряда одновалентного иона] происходит от греческого слова élektron, что означает янтарь. Электрический заряд Электрон (физич.) условились считать отрицательным в соответствии с более ранним соглашением называть отрицательным заряд наэлектризованного янтаря (см. Электрический заряд). Античастица Электрон (физич.) — позитрон (e⁺) открыта в 1932.

  Электрон (физич.) участвует в электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействиях и проявляет многообразие свойств в зависимости от типа взаимодействий. В классической электродинамике Электрон (физич.) ведёт себя как частица, движение которой подчиняется Лоренца — Максвелла уравнениям. Понятие «размер Электрон (физич.)» не удаётся сформулировать непротиворечиво, хотя величину r₀ = е²/т_ес²~10^-13см принято называть классическим радиусом Электрон (физич.) Причину этих затруднений удалось понять в рамках квантовой механики. Согласно гипотезе де Бройля (1924), Электрон (физич.) (как и все другие материальные микрообъекты) обладает не только корпускулярными, но и волновыми свойствами (см. Корпускулярно-волновой дуализм, Волны де Бройля). Де-бройлевская длина волны Электрон (физич.) равна , где u — скорость движения Электрон (физич.) В соответствии с этим Электрон (физич.), подобно свету, могут испытывать интерференцию и дифракцию. Волновые свойства Электрон (физич.) были экспериментально обнаружены в 1927 американскими физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером и независимо английским физиком Дж. П. Томсоном (см. Дифракция частиц).

Движение Электрон (физич.) подчиняется уравнениям квантовой механики: Шрёдингера уравнению для нерелятивистских явлений и Дирака уравнению — для релятивистских. Опираясь на эти уравнения, можно показать, что все оптические, электрические, магнитные, химические и механические свойства веществ объясняются особенностями движения Электрон (физич.) в атомах. Наличие спина существенным образом влияет на характер движения Электрон (физич.) в атоме. В частности, только учёт спина Электрон (физич.) в рамках квантовой механики позволил объяснить периодическую систему элементов Д. И. Менделеева, а также природу химической связи атомов в молекулах.

  Электрон (физич.) — член единого обширного семейства элементарных частиц, и ему в полной мере присуще одно из основных свойств элементарных частиц — их взаимопревращаемость. Электрон (физич.) может рождаться в различных реакциях, самыми известными из которых являются распад отрицательно заряженного мюона (m^-) на электрон, электронное антинейтрино () и мюонное нейтрино (n_m): ,

  а также бета-распад нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино: .

  Последняя реакция является источником b-лучей при радиоактивном распаде ядер. Оба процесса — частные случаи слабых взаимодействий. Примером электромагнитных процессов, в происходят превращения Электрон (физич.), может служить аннигиляция электрона и позитрона на два g-кванта e^- + e⁺® 2g.

  С 60-х гг. интенсивно изучаются процессы рождения сильно взаимодействующих частиц (адронов) при столкновении электронов с позитронами, например рождение пары пи-мезонов: e^- + е⁺®p^- + p⁺.

В конце 1974 в аналогичной реакции открыта новая элементарная частица, т. н. J//y-частица (см. Резонансы, Элементарные частицы).

Релятивистская квантовая теория Электрон (физич.) (квантовая электродинамика) — самая разработанная область квантовой теории поля, в которой достигнуто удивительное согласие с экспериментом. Так, вычисленное значение магнитного момента Электрон (физич.)

(где a » 1/137,036 — тонкой структуры постоянная) с огромной точностью совпадает с его экспериментальным значением. Однако теорию Электрон (физич.) нельзя считать законченной, поскольку ей присущи внутренние логические противоречия (см. Квантовая теория поля).

 

  Лит.: Милликен P., Электроны (+ и —), протоны, фотоны, нейтроны и космические лучи, пер. с англ., М. — Л., 1939; Андерсон Д., Открытие электрона, пер. с англ., М., 1968; Томсон Г. П., Семидесятилетний электрон, пер. с англ., «Успехи физических наук», 1968, т. 94, в. 2.

  Л. И. Пономарев.