Всего за 3200 руб. Купить полную версию
Современная наука рассматривает электрон как фундаментальную элементарную частицу, не обладающую структурой и размерами.
В 1989 году Г. Демельту была присуждена Нобелевская премия по физике за измерение магнитного момента электрона с точностью до 13 знаков после запятой. На основе формулы, включающей гиромагнитное отношение, размер электрона и его комптоновской длины волны, полученной Дреллом19 в 1980 году, Dehmelt H. (Г. Демельт)20 считает, что «электрон может иметь размер и структуру», а его размер из экспериментов по сверхточному определению магнитного момента электрона составляют величину около 1020 см.
В 1928 году Дирак получил новое уравнение электрона, которое повело себя как непокорный джинн, неосторожно выпущенный из бутылки. То, что прочли ученые в этом уравнении, показалось им, мягко выражаясь, недоразумением. Наравне с реально существующим отрицательно заряженным электроном в нем занял равноправное место положительный электрон! «Не парадокс ли это?» думал невольный виновник этого странного открытия. Дирак вовсе не искал эту частицу. Он даже не подозревал о ее существовании.
Более того, ученый огорошил своих коллег предположением, что все частицы в природе существуют парами, что каждой заряженной частице соответствует своя античастица с такой же массой, но с зарядом противоположного знака. Дирак справедливо решил, что если существует пара для электрона позитрон (так назвали антиэлектрон), то должна существовать и пара для протона, т.е. антипротон.
После многолетних противоречивых исследований, в середине 50 годов прошлого века, Квантовая электродинамика (КЭД) укрепила свои позиции, когда несколько блестящих теоретиков, таких, как Г. Бете, С. Томонага, Д. Швингер, Р. Фейнман, Ф. Дайсон и другие, дополнили её положениями о том, что фотон реагирует на присутствие или движение электрона.
Понятие спина электрона было введено Д. Уленбеком и С. Гаудсмитом в 1925 году из экспериментов тонкого расщепления спектральных линий атомов. Полуцелое значение спина с двумя возможными ориентациями спина относительно направления импульса было подтверждено П. Дираком в 1928 году. В опытах Штерна и Герлаха была определена величина спинового магнитного момента, которая оказалась равна значению магнетона Бора. В других экспериментах А. Эйнштейна-де Гааза и обратного эффекта Барнетта21 было установлено двойное превышение для гиромагнитного отношения спина, над ожидаемым из орбитальной теории движения электронов в атомах. Спиновый магнитный момент электрона, как считается в квантовой механике, обусловлен существованием у него собственного механического момента спина. В САП утверждается, что классическое представление электрона, как вращающийся заряженный объект, не даёт правильного результата для орбитального движения электрона в атоме для гиромагнитного отношения. Кроме того, электрон обладает аномально большим магнитным моментом. Этот магнитный момент электрона был открыт в 1948 году П. Куш и Г. Фоли. Аномальным он назван потому, что его величина несколько превышала ранее принятую величину «нормального» магнитного момента магнетона Бора. Это открытие вызвало массу проблем, приведших, в том числе, к созданию Д. Швингером, С. Томонагой и Р. Фейнманом новой методики вычислений в квантовой электродинамике (КЭД). Одной из основных задач этой теории является вычисление фактического, т.е. аномального магнитного момента электрона. Теория основана на идее взаимодействия электрона с виртуальными фотонами и дает результаты, весьма близкие к полученным экспериментально?
Другие свойства электрона следуют из исследований облака поляризации (полярон), рождающегося при движении электрона внутри кристаллической решётки и обусловленного её взаимодействием с внешним электрическим полем электрона. Сравнить полярон можно лишь с наглядной аналогией, когда «за человеком в солнечный день движется его тень, так за электроном внутри кристаллической решетки движется облако поляризации, образованное его электрическим полем. Встречные атомы, настигнутые облаком, поляризуются им, как бы связываются с электронами невидимыми нитями. Но и электрону эта связь с окружающими его атомами не обходится даром: он становится как бы тяжелее масса увеличивается в шесть раз. Эту комбинацию электрона с окружающим его состоянием поляризации и назвали поляроном».