|
В отличие от большинства других известных науке частиц, электрон стабилен (более точно, в пределах чувствительности эксперимента его [[Время жизни квантовомеханической системы|время жизни]] не менее 6,6{{e|28}} лет с 90%-й [[Доверительный интервал|доверительной вероятностью]]<ref name=bx2015/>). Распаду свободного электрона на [[нейтрино]] и [[фотон]]ы препятствует [[закон сохранения электрического заряда]], а распаду на другие элементарные частицы препятствует [[закон сохранения энергии]].
Современная наука рассматривает электрон как [[Фундаментальная частица|фундаментальную элементарную частицу]], не обладающую структурой и размерами<ref>[[Андреев, Валентин Дмитриевич|Андреев В. Д.]] Основные свойства центрального заряда как решение уравнения <math>\square A^\nu = \bigtriangledown^{\nu}(\bigtriangledown_{\mu} A^{\mu})</math> в теории Максвелла //Новейшие проблемы теории поля (под ред. А.В.Аминовой), Изд-во Казанск. ун-та, Казань, 2006, т.5, с.7-13 //также в кн. {{книга|автор=[[Андреев, Валентин Дмитриевич|Андреев В. Д.]]|заглавие=Избранные проблемы теоретической физики|издательство=Аванпост-Прим|место=Киев|год=2012|ссылка=http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/cosmos.htm}}</ref><ref>''Наумов А. И.'' Физика атомного ядра и элементарных частиц. - — М., [[Просвещение (издательство)|Просвещение]], 1984. - — Тираж 3000030 000 экз. — - сС. 82</ref>. Эксперименты по сверхточному определению магнитного момента электрона ([[Нобелевская премия]] 1989 года) показывают, что размеры электрона не превышают {{nobr|10<sup>−20</sup> см}}<ref name = "DemeltRus">Демельт Х.[http://ufn.ru/ru/articles/1990/12/e/ «Эксперименты с покоящейся изолированной субатомной частицей»] // [[УФН]], т. 160 (12), с. 129—139, 1990</ref><ref name = "Demelt">Nobel lecture, December, 8, 1989, Hans D. Dehmelt [http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/dehmelt-lecture.pdf Experiments with an isolated subatomic particle at rest]</ref>. Проведённые до этого эксперименты по столкновению электронов высоких энергий давали большее значение {{nobr|10<sup>−17</sup> см}}<ref>{{статья|автор=Смондырев М. А.|заглавие=Квантовая электродинамика на малых расстояниях|издание=[[Природа (журнал)|Природа]]|год=1980|номер=9|страницы=74—77}}</ref>.
[[Внутренняя чётность]] электрона равна 1.{{sfn|Широков|с=67|1972}} Электрон участвует в [[Слабое взаимодействие|слабом]], [[Электромагнитное взаимодействие|электромагнитном]] и [[Гравитация|гравитационном]] взаимодействиях. Примерами участия электрона в [[слабое взаимодействие|слабых взаимодействиях]] являются [[бета-распад]] и [[электронный захват]]. Он принадлежит к группе [[лептон]]ов и является (вместе со своей античастицей, [[позитрон]]ом) легчайшим из заряженных лептонов и легчайшей элементарной частицей, имеющей электрический заряд. До открытия массы [[нейтрино]] электрон считался наиболее лёгкой из массивных частиц — его масса примерно в 1836 раз меньше массы [[протон]]а. [[Спин]] электрона равен {{frac|1|2}}, и, таким образом, электрон относится к [[фермион]]ам.
[[Волны де Бройля|Де-бройлевская длина волны]] электрона равна <math>\lambda = \frac{h}{p}</math>, где <math>h</math> — [[постоянная Планка]], <math>p</math> — [[импульс]] электрона. В нерелятивистском случае <math>v \ll c</math> она равна <math>\lambda = \frac{h }{m_{e} v}</math>, где <math>v</math> — скорость движения электрона, <math>m_{e}</math> — [[масса]] электрона. В ультрарелятивистском случае <math>v \rightarrow c, E \gg m_{e} c^2</math> она равна <math>\lambda = \frac{h c}{E}</math>, где <math>c</math> — скорость света, <math>E</math> — [[энергия]] электрона.
В соответствии с этим электроны, подобно свету, могут испытывать [[Интерференция (физика)|интерференцию]] и [[дифракция электронов|дифракцию]].<ref>[[Андреев, Валентин Дмитриевич|Андреев В. Д.]] Дифракция электронов в классической теории //Новейшие проблемы теории поля 2005-2006 (под ред. А.В.Аминовой), Изд-во Казанск. ун-та, Казань, 2007, т.6, с.32-41 //также в кн. {{книга|автор=[[Андреев, Валентин Дмитриевич|Андреев В. Д.]]|заглавие=Избранные проблемы теоретической физики|издательство=Аванпост-Прим|место=Киев|год=2012|ссылка=http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/cosmos.htm}}</ref> Волновые свойства электронов были экспериментально обнаружены в [[1927]] году американскими физиками [[Дэвиссон, Клинтон Джозеф|К. Дэвиссоном]] и [[Джермер, Лестер Хэлберт|Л. Джермером]] ([[Опыт Дэвиссона — Джермера]]) и независимо английским физиком [[Томсон, Джордж Паджет|Дж. П. Томсоном]]<ref>''[[Томсон, Джордж Паджет|Томсон Г. П.]]'' Семидесятилетний электрон // [[УФН]]. — 1968. — № 2. — С. 361—370. — ISSN 1996-6652. — URL: http://ufn.ru/ru/articles/1968/2/f/</ref><ref>''[[Томсон, Джордж Паджет|Томсон Г. П.]]'' Ранний этап изучения дифракции электронов // [[УФН]]. — 1969. — № 11. — С. 455—468. — ISSN 1996-6652. — URL: http://ufn.ru/ru/articles/1969/11/d/</ref>.
== Использование ==
== Электрон как квазичастица ==
Если электрон находится в [[Частица в периодическом потенциале|периодическом потенциале]], его движение рассматривается как движение [[квазичастица|квазичастицы]]<ref name="Kittel">''Киттель, Ч.'' Квантовая теория твердых тел. — М.-Л.: НаукНаука, 1967. — С. 103.</ref>. Его состояния описываются [[Квазиволновой вектор|квазиволновым вектором]]. Основной динамической характеристикой в случае квадратичного [[закон дисперсии|закона дисперсии]] является [[эффективная масса]], которая может значительно отличаться от массы свободного электрона и в общем случае является [[тензор]]ом<ref name="Davydov">''Давыдов, А. С.'' Теория твердого тела. — М.: Мир, 1979. — С. 122.</ref>.
== Электрон и Вселенная ==
|
