Რა არის ელექტრონული? მასობრივი და პასუხისმგებელი electron

Electron - ფუნდამენტური ნაწილაკების, ერთი ის, რომ სტრუქტურული ერთეულების საკითხზე. კლასიფიკაციიდან არის fermion (ნაწილაკების ნახევარი განუყოფელი spin სახელობის ფიზიკოსი Enrico Fermi) და ლეპტონების (ნაწილაკების ნახევარი რიცხვი spin, არ მონაწილეობენ ძლიერი ურთიერთქმედება, ერთ-ერთი ოთხ ძირითად ფიზიკა). Baryon ნომერი ელექტრონულ ნულის ტოლია, ისევე, როგორც სხვა ლეპტონების.

ბოლო დრომდე იგი მიიჩნევდა, რომ ელექტრონის - დაწყებითი, რომელიც განუყოფელია, რომელსაც არ აქვს სტრუქტურა ნაწილაკების, მაგრამ მეცნიერები აქვს განსხვავებული მოსაზრება დღეს. რა არის ელექტრონული პრეზენტაცია თანამედროვე ფიზიკაში?

ისტორია სახელი

მაშინაც კი, ძველ საბერძნეთში ნატურალისტები შენიშნა, რომ ქარვა, წინასწარ rubbed ბეწვის, იზიდავს მცირე ობიექტი, ანუ ექსპონატები ელექტრომაგნიტური თვისებები. სახელი electron მიიღო საბერძნეთის ἤλεκτρον, რაც ნიშნავს "ქარვა". ტერმინი შესთავაზა გიორგი. Stoney 1894 წელს, მიუხედავად იმისა, რომ ნაწილაკების აღმოაჩინა J .. Thompson 1897. ეს იყო რთული იპოვოს მიზეზი ეს არის მცირე მასა და პასუხისმგებელი electron გახდა იპოვოს გადამწყვეტი გამოცდილება. პირველი სურათები ნაწილაკების იყო ჩარლზ Wilson სპეციალური კამერა, რომელიც გამოიყენება მაშინაც კი, თანამედროვე ექსპერიმენტების და დასახელებული მისი პატივისა.

საინტერესო ის არის, რომ ერთ-ერთი წინაპირობაა გახსნის ელექტრონული გამონათქვამი of Benjamin Franklin. 1749 წელს მან შეიმუშავა ჰიპოთეზა, რომ ელექტროენერგია - მასალა ნივთიერება. ეს არის მისი ნამუშევრები პირველად გამოყენებული ტერმინები, როგორიცაა დადებითი და უარყოფითი მუხტი, capacitor შესრულებისათვის, ბატარეის და ელექტრო ნაწილაკები. კონკრეტული პასუხისმგებელი electron ითვლება უარყოფითი, და პროტონული - დადებითი.

აღმოჩენის ელექტრონული

1846 წელს, კონცეფცია "atom ელექტროენერგიის" იყო გამოყენებული მისი ნამუშევრები, გერმანელი ფიზიკოსი ვილჰელმ ვებერი. Maykl faradey აღმოაჩინეს ტერმინი "ion", რომელიც ახლა, ალბათ, იცით, რომ ყველა ჯერ კიდევ სკოლაში. კითხვა ელექტროენერგიის ბუნება ჩართული ბევრი გამოჩენილი მეცნიერები, როგორიცაა გერმანელი ფიზიკოსი და მათემატიკოსი Julius Plucker, Zhan პერინ, ინგლისური ფიზიკოსი Uilyam Kruks, Ernest Rutherford და სხვები.

ამიტომაც, Dzhozef Tompson წარმატებით დასრულდა მისი ცნობილი ექსპერიმენტი და დაამტკიცა, არსებობის ნაწილაკების უფრო მცირეა, ვიდრე ატომის სფეროში მუშაობის მრავალი მეცნიერი და აღმოჩენა შეუძლებელი იქნება, ისინი არ კეთდება ამ კოლოსალური მუშაობა.

1906 წელს, Dzhozef Tompson მიიღო ნობელის პრემია. გამოცდილება იყო შემდეგნაირად: საშუალებით პარალელური რკინის ფირფიტები ელექტრო სფეროში, კათოდური ray სხივების გავიდა. მაშინ ისინი არ კეთდება იგივე გზა, მაგრამ coil სისტემის შექმნა მაგნიტური ველი. Thompson აღმოაჩინა, რომ როდესაც ელექტრული ველის გააქარწყლა სხივების და იგივე შეინიშნება მაგნიტური ქმედება, თუმცა სხივების კათოდური ray ტრაექტორია არ შეცვლილა, თუ ისინი მოქმედებდნენ, როგორც ამ სფეროებში გარკვეული პროპორციებით, რომელიც დამოკიდებული ნაწილაკების სიჩქარე.

მას შემდეგ, რაც გათვლებით Thompson ცნობილი გახდა, რომ სიჩქარე ამ ნაწილაკების მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე სიჩქარე სინათლის, და ეს იმას ნიშნავს, რომ მათ აქვთ მასობრივი. ამ ეტაპზე ფიზიკის გურწმენა, რომ ღია ნაწილაკების საკითხზე შედის ატომები, რომ შემდგომში დადასტურდა Rutherford. მან უწოდა "პლანეტარული მოდელი atom".

პარადოქსი კვანტური მსოფლიოში

კითხვაზე, თუ რა წარმოადგენს ელექტრონული რთული საკმარისი, მინიმუმ ამ ეტაპზე მეცნიერების განვითარების. სანამ გათვალისწინებით, თქვენ უნდა დაუკავშირდეთ ერთ-ერთი პარადოქსია კვანტური ფიზიკა, რომ თუნდაც მეცნიერები ვერ ახსნა. ეს არის ცნობილი ორი ზოლი ექსპერიმენტი, აეხსნა ორმაგი ბუნება electron.

მისი არსი არის ის, რომ "იარაღი", საცეცხლე ნაწილაკების, მითითებული ჩარჩოს ვერტიკალური მართკუთხა გახსნა. მის უკან არის კედელზე, რომელიც აღინიშნება კვალი hits. ასე რომ, თქვენ უნდა გვესმოდეს, თუ როგორ საკითხზე იქცევა. იოლი გზა, თუ როგორ უნდა დაიწყოს მანქანა ჩოგბურთის ბურთები. ნაწილი მძივები მოხვდება ხვრელი, და კვალი კედლის შედეგების დაემატა ერთი ვერტიკალური band. თუ გარკვეული მანძილი რომ დაამატოთ კიდევ ერთი იმავე ხვრელი კვალი გახდება, შესაბამისად, ორი ზოლები.

ტალღების ასევე იქცევიან განსხვავებულად ასეთ სიტუაციაში. თუ კედელზე გამოჩნდება კვალი შეჯახება ტალღა, იმ შემთხვევაში, თუ ერთი გახსნის band იქნება ერთი. თუმცა, ყველაფერი იცვლება იმ შემთხვევაში, თუ ორი slits. Wave გავლით ხვრელებს, დაყოფილი ნახევარი. თუ ზევით ერთი ტალღა ხვდება ბოლოში სხვა, მათ გაუქმებას ერთმანეთს და ჩარევის ნიმუში (მრავალი ვერტიკალური ზოლებით) გამოჩნდება კედელზე. ადგილი გადაკვეთაზე ტალღების დატოვებს ნიშნის, და იმ ადგილებში, სადაც არ იყო ორმხრივი quenching, no.

საოცარი აღმოჩენა

მოცემული ანალიზის დახმარებით აღნიშნული ექსპერიმენტი, მეცნიერები ნათლად ვაჩვენოთ მსოფლიოს, განსხვავება კვანტური და კლასიკურ ფიზიკაში. როდესაც მათ დაიწყეს გათავისუფლებით ელექტრონები კედელი, როგორც წესი, ხდება ვერტიკალური კვალი, რომ: რამდენიმე ნაწილაკების, ისევე, როგორც ჩოგბურთის ბურთი ჩავარდა უფსკრული, და ზოგან არა. მაგრამ, რომ ყველა შეიცვალა, როცა არ იყო მეორე ხვრელი. კედელზე გამოავლინა ჩარევის ნიმუში! პირველი ფიზიკა გადაწყვიტა, რომ ელექტრონები ერევა ერთმანეთს და გადაწყვიტა მისცეს მათ ერთი. თუმცა, მას შემდეგ, რაც რამდენიმე საათის განმავლობაში (სიჩქარის მოძრავი ელექტრონები მაინც გაცილებით დაბალია, ვიდრე სინათლის სიჩქარით) ისევ დაიწყო ნახოთ ჩარევის ნიმუში.

მოულოდნელი მხრივ

ელექტრონული, ერთად ზოგიერთი სხვა ნაწილაკებს, როგორიცაა პროტონები, ექსპონატები ტალღის ნაწილაკების duality (ასევე იყენებს ტერმინს "კვანტური ტალღის დუალიზმი"). Like cat Schrödinger, რომ ორივე ცოცხალი და მკვდარი, ელექტრონული სახელმწიფო შეიძლება იყოს როგორც corpuscular და ტალღა.

თუმცა, შემდეგი ნაბიჯი ამ ექსპერიმენტი გენერირებული კიდევ უფრო საიდუმლოებით ფუნდამენტური ნაწილაკების, რომელიც, როგორც ჩანს, ყველაფერი უნდა იცოდეს, წარმოდგენილი წარმოუდგენელი სიურპრიზი. ფიზიკოსები გადაწყვიტეთ დააყენოთ ხვრელების წინასწარი დაბლოკვა, რომლის ზოლი ნაწილაკების არიან, და როგორ ვლინდება, როგორც ტალღები. მაგრამ, როგორც კი იგი დააყენა მონიტორინგის მექანიზმი კედელზე იყო მხოლოდ ორი ზოლები შესაბამისი ორი ხვრელია, და არ ჩარევის ნიმუში! როგორც კი "უთვალთვალებს" გაიწმინდა, ნაწილაკების დაიწყო ერთხელ აჩვენებს, რომ ტალღის თვისებები თითქოს იცოდა, რომ იგი უკვე არავინ უყურებს.

კიდევ ერთი თეორია

ფიზიკოსი დაიბადა ვარაუდობს, რომ ნაწილაკების არ იქცეს ტალღა ფაქტიურად. ელექტრონული "შეიცავს" ტალღის ალბათობა, რომ ეს იძლევა ჩარევის ნიმუში. ამ ნაწილაკების აქვს ქონების superposition, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი შეიძლება სადმე გარკვეული ალბათობა, რის გამოც ისინი შეიძლება თან ახლდეს ისეთი "ტალღა".

მიუხედავად ამისა, შედეგი აშკარაა: ყოფნასაც დამკვირვებელი გავლენას ახდენს შედეგზე ექსპერიმენტი. როგორც ჩანს წარმოუდგენელი, მაგრამ ეს არ არის ერთადერთი მაგალითია ტიპის. ფიზიკის ექსპერიმენტი განხორციელდა დიდი ნაწილი დედა, ერთხელ ობიექტი სეგმენტი უწვრილესი ალუმინის კილიტა. მეცნიერებმა აღნიშნეს, რომ მხოლოდ ის ფაქტი, ზოგიერთი ღონისძიებების გავლენა ტემპერატურა ობიექტი. ბუნება ამ მოვლენებზე, ისინი განმარტავენ, ჯერ კიდევ არ არის ძალაში.

სტრუქტურა

მაგრამ, თუ რა წარმოადგენს electron? ამ ეტაპზე, თანამედროვე მეცნიერებას არ შეუძლია ამ კითხვაზე პასუხი. ბოლო დრომდე იყო მიჩნეული განუყოფელი ფუნდამენტური ნაწილაკების, მაგრამ ახლა მეცნიერები მიაჩნიათ, რომ ის შედგება კიდევ უფრო მცირე სტრუქტურებში.

კონკრეტული პასუხისმგებელი electron ასევე ითვლება ძირითადი, მაგრამ ახლა ღიაა კვარკები ერთად fractional ბრალდებით. არსებობს რამდენიმე თეორიები, თუ რას წარმოადგენს ელექტრონული.

დღეს ვხედავთ სტატია, სადაც წერია, რომ მეცნიერებმა შეძლეს გაყოფა electron. თუმცა, ეს მხოლოდ ნაწილობრივ მართალია.

ახალი ექსპერიმენტი

საბჭოთა მეცნიერები, რომ ოთხმოციანი გასული საუკუნის ევარაუდა, რომ electron შეიძლება დაიყოს სამ quasiparticles. 1996 წელს მან მოახერხა ყოფს მას spinon და Holon და ცოტა ხნის წინ ფიზიკოსი Van den Brink და მისი გუნდი გაიყო ნაწილაკების spinon და orbiton. თუმცა, გაყოფა არის შესაძლებელი მხოლოდ განსაკუთრებულ შემთხვევებში. ექსპერიმენტი შეიძლება განხორციელდეს პირობებში უკიდურესად დაბალი ტემპერატურა.

როდესაც ელექტრონები "მაგარი" აბსოლუტური ნულოვანი, რომელიც დაახლოებით -275 გრადუსი, ისინი თითქმის შეჩერება და ფორმით, მათ შორის ერთგვარი საკითხზე, თუ გაერთიანების ერთ ნაწილაკების. ასეთ ვითარებაში, და ფიზიკოსები შეუძლია დაიცვას quasiparticles, რომლის "არის" ელექტრონული.

მატარებლების ინფორმაცია

Electron რადიუსი არის ძალიან მცირე, ეს უდრის ^2,81794. 10 ^-13 სმ, მაგრამ აღმოჩნდება, რომ მისი კომპონენტები აქვს ბევრად უფრო მცირე ზომის. თითოეული სამ ნაწილად, სადაც მოახერხა "გათიშე" ელექტრონული, ახორციელებს ინფორმაციას ამის შესახებ. Orbiton, როგორც სახელი გულისხმობს, ეს შეიცავს მონაცემებს ორბიტალური ტალღის ნაწილაკების. Spinon პასუხისმგებელი spin ელექტრონის და Holon მოგვითხრობს ბრალდებით. ამდენად, ფიზიკის შეიძლება ცალკე დაიცვან სხვადასხვა ქვეყნების ელექტრონები მკაცრად დამთავრდება მასალა. მათ შეძლეს კვალი წყვილი "holon-spinon" და "spinon-orbiton", მაგრამ არა სამივე ერთად.

ახალი ტექნოლოგიები

ფიზიკოსი, რომელმაც აღმოაჩინა ელექტრონი უნდა დაველოდოთ რამდენიმე ათეული წლით ადრე, სანამ მათი აღმოჩენა უკვე გამოყენებული პრაქტიკაში. დღესდღეობით ტექნოლოგიები მოძიების გამოყენების რამდენიმე წლის განმავლობაში, ეს არის საკმარისი, უნდა გვახსოვდეს, graphene - საოცარი ნივთიერება, რომელიც შედგება ნახშირბადის ატომების ერთი ფენა. გაყოფა ელექტრონის იქნება სასარგებლო? მეცნიერთა პროგნოზით, შექმნა კვანტური კომპიუტერი, სიჩქარე, რომელიც, მათი თქმით, რამდენიმე ათეული ჯერ აღემატება, რომ დღეს ყველაზე ძლიერი კომპიუტერი.

რა არის საიდუმლო კვანტური კომპიუტერული ტექნიკა? ეს შეიძლება ეწოდოს მარტივი ოპტიმიზაცია. ჩვეულებრივი კომპიუტერი, მინიმალური განუყოფელი ნაწილი ინფორმაცია - ცოტა. და თუ გავითვალისწინებთ, მონაცემები რაღაც ვიზუალური, რაღაც მანქანა მხოლოდ ორი ვარიანტი. ცოტა შეიძლება შეიცავდეს ან ნულოვანი ან ერთი, რომელიც არის ნაწილი ორობითი კოდი.

ახალი მეთოდი

ახლა წარმოიდგინეთ, რომ ცოტა შეიცავს და ნულოვანი და ერთეული - "quantum ცოტა" ან "Cube". როლი მარტივი ცვლადები ითამაშებს spin ელექტრონის (მას შეუძლია როტაცია ან ისრის ან საწინააღმდეგოდ). განსხვავებით მარტივი ცოტა Cube შეიძლება შეასრულოს რამდენიმე ფუნქციები ერთდროულად, და იმის გამო, რომ ეს ზრდა მოხდება სიჩქარე, დაბალი electron მასა და პასუხისმგებელი არ არის მნიშვნელოვანი, აქ.

ეს აიხსნება მაგალითზე ლაბირინთი. გავიდნენ, თქვენ უნდა ვეცადოთ, ბევრი სხვადასხვა პარამეტრები, რომელიც მხოლოდ ერთი იქნება სწორი. ტრადიციული კომპიუტერული კი წყვეტს პრობლემებს სწრაფად, ჯერ ერთ დროს შეიძლება მხოლოდ მუშაობა ერთი პრობლემა. იგი ჩამოთვლის ყველა ვარიანტში ერთი გზების და საბოლოოდ პოულობს გამოსავალს. კვანტური კომპიუტერი, მადლობა გაორება kyubita გადაჭრით ბევრი პრობლემა ერთდროულად. მან განიხილავს ყველა ვარიანტი არ არის ხაზი, და ერთი მომენტი დრო, და ასევე ამ პრობლემის მოსაგვარებლად. სირთულის არის, მხოლოდ იმდენად, რამდენადაც არის ის, რომ ბევრი სამუშაო კვანტური ობიექტი - ეს იქნება საფუძველი ახალი თაობის კომპიუტერი.

პროგრამა

ყველაზე ხალხი გამოიყენოს კომპიუტერის საყოფაცხოვრებო დონეზე. ამ შესანიშნავი სამუშაო ჯერჯერობით და ჩვეულებრივი კომპიუტერით, მაგრამ პროგნოზირება კონკრეტული ღონისძიებები ათასობით, შესაძლოა, ასობით ათასი ცვლადები, მანქანა უნდა იყოს უბრალოდ უზარმაზარი. კვანტური კომპიუტერი, როგორც ადვილად უმკლავდება ასეთი რამ, როგორც ამინდის პროგნოზი ერთი თვის განმავლობაში, მკურნალობის კატასტროფა და მისი პროგნოზი მონაცემები, და ასევე ასრულებს რთული მათემატიკური გაანგარიშებები მრავალი ცვლადის ფრაქცია მეორე, ყველა პროცესორი რამდენიმე ატომები. ასე რომ, შესაძლებელია, ძალიან მალე ჩვენი ყველაზე ძლიერი კომპიუტერი ქაღალდის თხელი.

დარჩენის ჯანმრთელი

Quantum კომპიუტერული ტექნიკა გახდის დიდი წვლილი მედიცინაში. კაცობრიობის შეძლებთ შექმნათ nanomachinery ძლიერი პოტენციალი, მათი დახმარებით, შესაძლებელი იქნება, არა მხოლოდ დიაგნოსტიკა დაავადების უბრალოდ ეძებს მთელი სხეულის შიგნიდან, არამედ სამედიცინო დახმარების გარეშე ოპერაცია: პატარა რობოტები "ტვინი" გარდა კომპიუტერი შეუძლია შეასრულოს ყველა ოპერაცია.

რევოლუციური სფეროში კომპიუტერული თამაშები. ძლიერი მანქანები, რომ შეუძლია მომენტალურად პრობლემის მოსაგვარებლად, შეძლებს ითამაშოს თამაშები წარმოუდგენლად რეალისტური გრაფიკა, ეს არ არის შორს უკვე და კომპიუტერული სამყარო სრული immersion.