एक इलेक्ट्रॉन क्या है? बड़े पैमाने पर और एक इलेक्ट्रॉन के प्रभारी

इलेक्ट्रॉन - एक मौलिक कण, उन है कि इस मामले की संरचनात्मक इकाइयों हैं। वर्गीकरण के अनुसार एक fermion और लेप्टॉन (आधे अभिन्न स्पिन, भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी नामित साथ कण) (आधे पूर्णांक स्पिन के साथ कण, चार भौतिकी में प्रमुख में से एक मजबूत बातचीत में भाग नहीं लेते) है। इलेक्ट्रॉन की बेरिऑन संख्या शून्य है, साथ ही अन्य लेप्टॉन है।

अभी हाल तक यह माना जाता था कि इलेक्ट्रॉन - एक प्राथमिक, कि अविभाज्य है, जो एक कण का कोई संरचना है, लेकिन वैज्ञानिकों आज एक अलग राय है। आधुनिक भौतिकी के प्रस्तुति पर इलेक्ट्रॉन क्या है?

नाम का इतिहास

प्राचीन ग्रीस प्रकृतिवादियों में भी देखा है कि एम्बर, फर के साथ पहले से मला, छोटी वस्तुओं को आकर्षित करती है यानी विद्युत चुम्बकीय गुण दर्शाती है। इलेक्ट्रॉन के नाम ग्रीक ἤλεκτρον है, जो "एम्बर" का अर्थ से प्राप्त किया। अवधि, 1894 में जॉर्ज। स्टोनी सुझाव है कि हालांकि कण 1897 में जम्मू .. थॉमसन द्वारा की खोज की थी। यह खोजने के लिए इस का कारण छोटे बड़े पैमाने पर और है मुश्किल था इलेक्ट्रॉन के प्रभारी एक निर्णायक अनुभव को खोजने के लिए बन गया। कणों की पहली तस्वीरें एक विशेष कैमरा है, जो आधुनिक प्रयोगों में भी प्रयोग किया जाता है और उनके सम्मान में नामित किया गया है के साथ चार्ल्स विल्सन था।

एक दिलचस्प तथ्य यह एक इलेक्ट्रॉन के उद्घाटन के लिए पूर्व शर्त में से एक बेंजामिन फ्रेंकलिन की एक कहावत है कि है। एक सामग्री पदार्थ - 1749 में वह परिकल्पना है कि बिजली का विकास किया। यह में अपने काम के पहले इस तरह सकारात्मक और नकारात्मक प्रभार, संधारित्र निर्वहन, बैटरी और बिजली के कणों के रूप में इस्तेमाल किया गया शर्तों है। इलेक्ट्रॉन के विशिष्ट शुल्क के नकारात्मक माना जाता है, और प्रोटॉन - सकारात्मक।

इलेक्ट्रॉन की खोज

1846 में, एक "बिजली की परमाणु" की अवधारणा, अपने कार्यों में इस्तेमाल किया गया था जर्मन भौतिकशास्त्री विल्हेम वेबर। Maykl Faradey शब्द "आयन", जो अब, शायद, स्कूल में सभी अभी भी पता है की खोज की। बिजली प्रकृति के सवाल जैसे कि जर्मन भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ जूलियस प्लकर, झान पेरेन, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी Uilyam Kruks, अर्नेस्ट रदरफोर्ड और दूसरों के रूप में कई प्रख्यात विद्वानों शामिल किया गया।

इस प्रकार, पहले Dzhozef Tompson सफलतापूर्वक अपने प्रसिद्ध प्रयोग पूरा और एक परमाणु की तुलना में छोटे एक कण के अस्तित्व को साबित कर दिया, कई वैज्ञानिकों और खोज असंभव हो जाएगा के क्षेत्र में काम करते हैं, वे नहीं इस भारी काम किया है।

1906 में, Dzhozef Tompson नोबेल पुरस्कार प्राप्त किया। विद्युत क्षेत्र के समानांतर धातु प्लेटें के माध्यम से, कैथोड रे मुस्कराते हुए पारित किए गए: अनुभव इस प्रकार थी। तब वे एक ही तरह से किया होता है, लेकिन एक का तार प्रणाली में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए। थॉम्पसन पाया एक बिजली के क्षेत्र मुस्कराते हुए सीधे रास्ते, और एक ही चुंबकीय कार्रवाई के साथ मनाया जाता है जब, हालांकि बीम है कि अगर वे कुछ अनुपात में इन क्षेत्रों, जो कण वेग पर निर्भर के दोनों में काम किया कैथोड रे प्रक्षेपवक्र नहीं बदला।

गणना के बाद थॉम्पसन सीखा है कि इन कणों के वेग प्रकाश के वेग से काफी कम है, और इस का मतलब है कि वे बड़े पैमाने पर है। भौतिक विज्ञान के इस बिंदु से विश्वास है कि खुले कण बात परमाणुओं कि बाद में से इसकी पुष्टि में शामिल आए हैं रदरफोर्ड। उन्होंने कहा कि यह "परमाणु के ग्रहों की मॉडल।" कहा जाता है

क्वांटम दुनिया का विरोधाभास

क्या, एक इलेक्ट्रॉन जटिल पर्याप्त गठन कम से कम विज्ञान के विकास के इस स्तर पर का सवाल। यह विचार करने से पहले, आप क्वांटम भौतिकी है कि वैज्ञानिकों व्याख्या नहीं कर सकते का विरोधाभास में से एक से संपर्क करना होगा। यह प्रसिद्ध दो काट प्रयोग, इलेक्ट्रॉन की दोहरी प्रकृति की व्याख्या है।

इसका सार यह है कि "बंदूक", कण फायरिंग, ऊर्ध्वाधर आयताकार उद्घाटन के साथ सेट फ्रेम से पहले। पीछे उसकी एक दीवार है, जिस पर हिट के निशान रखा जाएगा। तो, आप पहली बार को समझने के लिए इस मामले में व्यवहार करती है की जरूरत है। सबसे आसान तरीका है कि कैसे मशीन टेनिस गेंदों शुरू करने के लिए देखने के लिए। मोती का हिस्सा छेद में गिर जाते हैं, और दीवार परिणाम के निशान एक ऊर्ध्वाधर बैंड में जोड़ा में। एक निश्चित दूरी पर हैं जोड़ने के लिए एक और एक ही छेद निशान, बनेगी क्रमश: दो बैंड।

लहरों भी ऐसी स्थिति में अलग तरह से व्यवहार। दीवार एक लहर के साथ टकराव के निशान दिखाई देगा, तो एक उद्घाटन बैंड के मामले में भी किया जाएगा। हालांकि, चीजों को दो गलफड़ों के मामले में बदल रहे हैं। वेव छेद, आधे में विभाजित के माध्यम से गुजर। एक लहर के शीर्ष एक और के नीचे पूरा करती है, वे एक दूसरे को रद्द, और हस्तक्षेप के स्वरूप (कई खड़ी पट्टियों) दीवार पर दिखाई देगा। लहरों के चौराहे पर जगह एक निशान छोड़ देंगे, और स्थानों पर जहां आपसी शमन था, नहीं।

अद्भुत खोज

ऊपर प्रयोग की मदद से, वैज्ञानिकों स्पष्ट रूप से क्वांटम और शास्त्रीय भौतिकी के बीच अंतर की दुनिया के लिए प्रदर्शन कर सकते हैं। जब वे इलेक्ट्रॉनों दीवार फायरिंग शुरू कर दिया है, आमतौर पर उस पर एक खड़ी निशान में होता है: एक टेनिस गेंद कुछ कणों की तरह ही खाई में गिर गई, और कुछ नहीं। लेकिन इनके अलावा, बदल गया जब एक दूसरा छेद था। दीवार पर हस्तक्षेप पैटर्न से पता चला! सबसे पहले भौतिकी फैसला किया है कि इलेक्ट्रॉनों दूसरे के साथ हस्तक्षेप करने और उन्हें एक के बाद एक का फैसला किया। हालांकि, के बाद कुछ घंटों (गति से आगे बढ़ इलेक्ट्रॉनों की अभी भी प्रकाश की गति से काफी कम है) फिर से एक हस्तक्षेप पैटर्न को दिखाने के लिए शुरू कर दिया।

अप्रत्याशित

इलेक्ट्रॉनिक, एक साथ इस तरह के फोटॉनों के रूप में कुछ अन्य कणों के साथ, एक लहर कण द्वंद्व (भी शब्द "क्वांटम लहर द्वैतवाद" का उपयोग करता है) दर्शाती है। जैसा बिल्ली श्रोडिंगर कि दोनों जीवित और मृत, इलेक्ट्रॉन राज्य दोनों आणविका और लहर हो सकता है।

हालांकि, इस प्रयोग के अगले पद भी अधिक रहस्यों उत्पन्न किया है: एक मौलिक कण है, जो सब कुछ पता लग रहा था, एक अविश्वसनीय आश्चर्य प्रस्तुत किया। भौतिकविदों देखते हुए डिवाइस को लॉक होने छेद में स्थापित करने के लिए निर्णय लेते हैं, जिसके माध्यम से भट्ठा कण होते हैं, और कैसे वे खुद को लहरों के रूप में प्रकट। लेकिन जैसे ही यह दीवार पर निगरानी तंत्र रखा गया था केवल दो दो छेद करने के लिए इसी बैंड थे, और कोई हस्तक्षेप पैटर्न! जैसे ही "छाया" साफ के रूप में, कण फिर लहर गुण दिखाना शुरू किया है कि वह जानता था कि वह पहले से ही कोई भी देख रहा है था।

एक और सिद्धांत

भौतिक विज्ञानी जन्मे सुझाव दिया है कि कण एक लहर में सचमुच बंद नहीं करता। Elektron संभावना की एक लहर "शामिल है", यह है कि यह एक हस्तक्षेप पैटर्न देता है। इन कणों, superposition की संपत्ति है, जिसका अर्थ है कि वे एक निश्चित संभावना पर कहीं भी हो सकता है, और इसलिए वे इस तरह के एक "लहर" के साथ हो सकता।

फिर भी, परिणाम स्पष्ट है: पर्यवेक्षक की उपस्थिति मात्र प्रयोग का परिणाम प्रभावित करता है। यह अविश्वसनीय लगता है, लेकिन यह अपनी तरह का एकमात्र उदाहरण नहीं है। भौतिकी प्रयोगों, माँ का एक बड़ा हिस्सा पर किए गए एक बार खंड का उद्देश्य सबसे पतला एल्यूमीनियम पन्नी था। वैज्ञानिकों ने कहा है कि कुछ मापों के मात्र तथ्य वस्तु के तापमान को प्रभावित। इन घटनाओं वे समझाने की प्रकृति बल में अभी तक नहीं है।

संरचना

लेकिन क्या इलेक्ट्रॉन का गठन किया? इस बिंदु पर, आधुनिक विज्ञान इस सवाल का जवाब नहीं दे सकते। अभी हाल तक यह अविभाज्य मौलिक कणों माना जाता था, लेकिन अब वैज्ञानिकों का मानना है कि यह भी छोटे संरचनाओं से बना है इच्छुक हैं।

इलेक्ट्रॉन के विशिष्ट आरोप भी एक बुनियादी करार दिया, लेकिन अब आंशिक चार्ज के साथ खुला क्वार्क हैं है। वहाँ क्या एक इलेक्ट्रॉन का गठन करने के लिए के रूप में कई सिद्धांत हैं।

आज हम लेख, जिसमें कहा गया है कि वैज्ञानिकों इलेक्ट्रॉन को विभाजित करने में सक्षम थे देख सकते हैं। बहरहाल, यह केवल आंशिक रूप से सही है।

नए प्रयोगों

पिछली सदी के अस्सी के दशक में वापस सोवियत वैज्ञानिकों मान लिया है कि इलेक्ट्रॉन तीन quasiparticles में विभाजित किया जा सकता है। 1996 में वे यह spinon और होलोन, और हाल ही में भौतिक विज्ञानी वान डेन कगार में विभाजित करने में कामयाब रहे और उनकी टीम कण spinon और orbiton में बांटा गया था। हालांकि, बंटवारे केवल विशेष परिस्थितियों में प्राप्त करने के लिए संभव है। प्रयोग अत्यंत कम तापमान की शर्तों के तहत किया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉनों परम शून्य, जो -275 डिग्री सेल्सियस है 'कूल' कर रहे हैं, वे लगभग बंद करो और उन दोनों के बीच प्रपत्र बात का एक प्रकार है, अगर एक कण में मिल जाती हैं। ऐसी परिस्थितियों में, और भौतिकविदों quasiparticles का निरीक्षण कर सकते हैं, जिनमें से एक इलेक्ट्रॉन "है।"

सेवा प्रदाता जानकारी

इलेक्ट्रॉन त्रिज्या बहुत छोटा है, यह ^{२.८१७९४} के बराबर ^है। 10 ^-13 सेमी, लेकिन यह पता चला है कि उसके घटकों एक बहुत छोटे आकार की है। तीन भागों जो में करने के लिए "विभाजन" इलेक्ट्रॉन कामयाब से प्रत्येक, इसके बारे में जानकारी वहन करती है। Orbiton, के रूप में नाम का तात्पर्य, यह कक्षीय लहर कण का डेटा होता है। इलेक्ट्रॉन के स्पिन के लिए जिम्मेदार Spinon, और होलोन आरोप के बारे में हमें बताता है। इस प्रकार, भौतिक विज्ञान अलग से एक जोरदार ठंडा सामग्री में इलेक्ट्रॉनों के विभिन्न राज्यों का निरीक्षण कर सकते हैं। वे "होलोन-spinon" और "spinon-orbiton" की एक जोड़ी का पता लगाने में कामयाब रहे, लेकिन सभी एक साथ तीन।

नई प्रौद्योगिकियों

भौतिक विज्ञानी है जो इलेक्ट्रॉन की खोज की जब तक उनकी खोज के व्यवहार में लागू किया गया है से पहले कई दशकों इंतजार करना पड़ा। अद्भुत एक परत में कार्बन परमाणुओं से मिलकर सामग्री - आजकल प्रौद्योगिकियों कई वर्षों में उपयोग मिल जाए, यह ग्राफीन को याद करने के लिए पर्याप्त है। इलेक्ट्रॉन के बंटवारे मददगार होगा? वैज्ञानिकों का अनुमान है कि के निर्माण के एक क्वांटम कंप्यूटर, जो की गति, उनके अनुसार, समय की कुछ दसियों आज के सबसे शक्तिशाली कंप्यूटरों की तुलना में बड़ा है।

क्वांटम कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का राज क्या है? यह एक सरल अनुकूलन कहा जा सकता है। पारंपरिक कंप्यूटर में, जानकारी की न्यूनतम अविभाज्य हिस्सा - एक सा। और हम कुछ दृश्य, कार केवल दो विकल्प के लिए कुछ के साथ डेटा पर विचार करता है, तो। बिट या तो शून्य या एक हो सकती है, कि एक बाइनरी कोड का हिस्सा है।

नई विधि

अब कल्पना कीजिए कि एक सा निहित है और शून्य, और इकाई में जाने - एक "क्वांटम बिट" या "घन"। सरल चर की भूमिका इलेक्ट्रॉन के स्पिन खेलेंगे (यह या तो दक्षिणावर्त या वामावर्त बारी बारी से कर सकते हैं)। विपरीत साधारण सा घन कई कार्य एक साथ प्रदर्शन कर सकते हैं, और इस वृद्धि के कारण गति, कम इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान और आरोप हो जाएगा यहाँ महत्वपूर्ण नहीं हैं।

इस भूलभुलैया के उदाहरण से समझाया जा सकता है। इससे बाहर निकलने के लिए, आप विभिन्न विकल्प है जहाँ से सिर्फ एक ही सही हो जाएगा का एक बहुत कोशिश की जरूरत है। पारंपरिक कंप्यूटर भी जल्दी से समस्याओं को हल करती है, फिर भी एक समय में केवल एक ही समस्या पर काम कर सके। वह एक पथ पर सभी विकल्प विश्लेषण करता है, और अंततः एक तरह से पता चल गया। क्वांटम कंप्यूटर, द्वंद्व kyubita करने के लिए धन्यवाद एक साथ कई समस्याओं को हल कर सकते हैं। उन्होंने कहा कि सभी विकल्प लाइन पर नहीं कर रहे हैं की समीक्षा करेंगे, और समय में एक ही पल में, और भी समस्या का समाधान। कठिनाई केवल में अब तक है क्वांटम वस्तु पर बहुत काम पाने के लिए है - इस कंप्यूटर की एक नई पीढ़ी के लिए आधार होगा।

आवेदन

अधिकांश लोगों को घरेलू स्तर पर एक कंप्यूटर का उपयोग करें। अब तक इस उत्कृष्ट काम और पारंपरिक पीसी के साथ, लेकिन विशिष्ट घटनाओं हजारों, शायद चर लाखों भविष्यवाणी करने के लिए, मशीन बस भारी होना चाहिए। क्वांटम कंप्यूटर के रूप में आसानी से ऐसी बातों के साथ मौसम की भविष्यवाणी के रूप में एक महीने के लिए, आपदा के उपचार और उसके भविष्यवाणी डेटा निपटने, और भी कुछ परमाणुओं के एक प्रोसेसर के साथ एक दूसरे, सभी का एक अंश के लिए कई चर के साथ जटिल गणितीय गणनाओं प्रदर्शन करेंगे। तो यह संभव है, बहुत जल्द ही हमारे सबसे शक्तिशाली कंप्यूटरों कागज पतले होते हैं।

स्वस्थ रहने

क्वांटम कंप्यूटर प्रौद्योगिकी चिकित्सा के लिए एक बहुत बड़ा योगदान देगा। मानव जाति मजबूत क्षमता के साथ nanomachinery बनाने में सक्षम हो जाएगा, उनकी मदद के साथ, यह सर्जरी के बिना चिकित्सा सेवा प्रदान करने के लिए न केवल बस के अंदर से पूरे शरीर को देखकर रोग का निदान करने में संभव हो जाएगा, लेकिन यह भी: "दिमाग" एक कंप्यूटर के अलावा अन्य सभी कार्यों प्रदर्शन कर सकते हैं के साथ छोटे रोबोट।

कंप्यूटर गेम के क्षेत्र में अपरिहार्य क्रांति। शक्तिशाली मशीन है कि तुरंत समस्या का समाधान कर सकते हैं, अविश्वसनीय रूप से यथार्थवादी ग्राफिक्स के साथ खेल खेलने के लिए सक्षम हो जाएगा, यह दूर पहले से ही नहीं है और एक पूर्ण विसर्जन के साथ कंप्यूटर दुनिया।