30 295 subscribers

Из чего состоит электрон? Небольшой парадокс...

25k full reads

Из множества частиц, которые известны современной науке, лишь немногие претендуют на звание неделимых и "не из чего не состоящих". Среди них есть и электрон, который известен нам ещё со школы.

По идее, электрон где-то тут)
По идее, электрон где-то тут)

Электроны относятся к лептонам. Лептонами принято называть те частицы, которые буквально не из чего не состоят и сами являются тем мельчайшим строительным кирпичиком, за которым мы постоянно гоняемся и пытаемся его обнаружить. Получается, прямым ответом на поставленный в заголовке вопрос будет - электрон состоит сам из себя, он и есть мельчайшая частичка. Кроме того, он обладает исчисляемой массой, что уже "как бы намекает" на его полную материальность.

Электрон является стабильной частицей и самопроизвольного распада не происходит. Время его существования составляет какие-то космические значения, которые даже сложно назвать правильным словом.

Как представить электрон

И вот казалось бы, представили мы, что электрон - это что-то типа шарика, как это обычно принято рисовать на схемах для частичек, который где-то в веществе вращается и таким всегда и остаётся. Но на самом деле тут всё немного сложнее.

Первым делом хочется увидеть фотографию электрона. Ведь именно наличие фотографии подтверждает, что такая частица, как минимум, существует и имеет некоторый размер.

И тут нас ожидает первый сюрприз. Электрон настолько мал, что его не сфотографировать. Тут вы можете вспомнить статью на моём же канале про строение вещества, где отмечено, что изображение электрона можно увидеть и это свидетельствует о его существовании. Но там есть приписка про пузырьковую камеру. Это означает, что электрон не фотографирую непосредственно. Смотрят на след от его прохождения через специальную систему, в которой он оставляет пузырьки вдоль своей траектории. Это примерно как вокруг ядра, тонущего в воде, будут образовываться пузырьки.

Электрон в пузырьковой камере
Электрон в пузырьковой камере

Выглядит всё это довольно сумбурно.

Размер электрона?

Ну что же, но тогда у электрона есть размер? Ведь он же частица, причем уже неделимая. И тут опять маленький сюрприз. Электрон хоть и является частицей, но характерный его размер выделить сложно. Эмпирическому измерению эта величина не поддается, а математически - расчеты в разных случаях дают разные результаты.

Если исходить из справочника, радиус электрона получается в несколько раз большим радиуса протона. Поэтому, современные представления описывают размер электрона, как размер занимаемого им пространства. И в случае справочника, упомянутого ранее, речь идёт не размере самого электрона, а о размере облака его вероятностного расположения.

Ну а если сюда добавить представления о том, что электрон вовсе не является частицей, а есть только лишь колебание пространства, всё совсем переворачивается.

Тогда атом будет формировать размер самого электрона. Представьте себе, что вы бросили камень в таз с водой или в речку. Как вы будет определять размер волны? Примерно такая логика существует и для электрона, который по современным рассуждениям является энергией.

Современные неоднозначные заключения

Но самое ужасное - в 2006 году было обнаружено, что и электрон в определенных условиях может быть "расколот" на группу квазичастиц. С учетом того, что речь идёт про совершенно специфические условия, звание лептона у электрона сохранилось. Такая природа этой частицы обсуждалась ещё в 1960 годах, но как-то увязать с реальностью получилось это недавно.

По этим представлениям электрон хоть и является в общем смысле неделимой частицей, но состоит из спинона, орбитона и холона. Всё это квазичастицы. Квази-частицами называются частицы, реальность существования которых ставится под большое сомнение. Но у каждой такой составляющей есть своя роль.

Спинон определяет ориентацию электрона в пространстве и его спин. Орбитон описывает орбитальное положение или положение на орбите атома в данный момент времени, ну а холон - формирует заряд электрона.

Обязательно подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Это поможет развитию канала, а вы не пропустите новые интересные статьи

Советую также прочитать на нашем канале:

-----

Смотрите нас на YouTube и присоединяйтесь к телеге!