एक इलेक्ट्रन के हो? जन र एक इलेक्ट्रन को शुल्क

इलेक्ट्रोन - आधारभूत कण, कुरा को संरचनात्मक एकाइहरु ती मध्ये एक। यस वर्गीकरण अनुसार fermion र leptons (आधा-अभिन्न स्पिन, भौतिक एनरिको Fermi पछि नाम संग कण) (आधा-पूर्णांक स्पिन संग कण, बलियो अन्तरक्रिया भाग छैन चार भौतिक मा प्रमुख को एक) छ। इलेक्ट्रॉन को Baryon नम्बर शून्य, साथै अन्य leptons छ।

हाल सम्म यो विश्वास थियो कि इलेक्ट्रन - एक प्राथमिक, जो एक कण को कुनै संरचना छ, तर वैज्ञानिकहरू आज एक अलग राय छ, indivisible हुन्छ। आधुनिक भौतिक को प्रस्तुति मा इलेक्ट्रन के हो?

नाम को इतिहास

अम्बर, फर प्रि-rubbed, साना वस्तुहरू, अर्थात् आकर्षित कि विद्युत गुण प्रदर्शन प्राचीन ग्रीस naturalists पनि देख्यौं। इलेक्ट्रॉन को नाम जो "अम्बर" अर्थ ग्रीक ἤλεκτρον, प्राप्त। 1897 मा जे .. थमसन द्वारा हुनत कण पत्ता थियो अवधि, 1894 मा सुझाव जर्ज। Stoney। यो पत्ता लगाउन यो को कारण सानो ठूलो र छ कठिन थियो इलेक्ट्रॉन को शुल्क एक निर्णायक अनुभव पाउन भयो। कणहरु को पहिलो तस्वीर एक विशेष क्यामेरा, पनि आधुनिक प्रयोग मा प्रयोग गरिन्छ र सम्मान मा नाम छ जो संग चार्ल्स विल्सन थियो।

एक रोचक तथ्य एक इलेक्ट्रन को उद्घाटन लागि preconditions एक बेन्जामिन फ्रान्कलिन एक भनाइ छ छ। भौतिक पदार्थ - 1749 मा त्यो बिजुली यो प्रणाली विकास गरे। यसलाई आफ्नो काम पहिलो यस्तो सकारात्मक र नकारात्मक शुल्क, संधारित्र छुट्टी, ब्याट्री र बिजुली कणहरु रूपमा सर्तहरू प्रयोग गरियो छ। इलेक्ट्रॉन को विशिष्ट शुल्क नकारात्मक हुन मानिन्छ, र प्रोटन - सकारात्मक।

इलेक्ट्रॉन को खोज

1846 मा, एक "बिजुली को अणु" को अवधारणा आफ्नो काम मा प्रयोग भएको थियो, जर्मन भौतिक विल्हेम वेबर। Maykl Faradey शब्द अब, जो सायद, स्कूलमा सबै अझै पनि थाहा "आयन", खोज। बिजुली प्रकृति को प्रश्न यस्तो जर्मन भौतिक र गणितज्ञ जुलियस Plucker, zhan Perren, को अंग्रेजी भौतिक Uilyam Kruks, अर्नेस्ट रदरफोर्डले र अरूलाई धेरै महत विद्वान संलग्न।

यसरी, Dzhozef Tompson सफलतापूर्वक आफ्नो प्रसिद्ध प्रयोग पूरा र धेरै वैज्ञानिकहरू र खोज असम्भव हुनेछ क्षेत्रमा काम, एक कण को अस्तित्व सानो एक अणु भन्दा साबित अघि, तिनीहरूले यस Colossal काम गरेको छैन।

1906 मा नोबेल पुरस्कार, Dzhozef Tompson पाए। विद्युत क्षेत्र को समानान्तर धातु प्लेट मार्फत, कैथोड रे बीम पारित थिए: अनुभव रूपमा निम्नानुसार थियो। त्यसपछि तिनीहरूले नै तरिका गरेको थियो, तर एक तार सिस्टम मा एक चुम्बकीय क्षेत्र सिर्जना गर्न। थमसन एक बिजुली क्षेत्र बीम बाङ्गिएको, र सोही चुम्बकीय कार्यसँग अवलोकन गर्दा, तर बीम तिनीहरूले जो कण वेग निर्भर केही अनुपात यी क्षेत्रहरू, दुवै काम भने कैथोड रे trajectory परिवर्तन फेला परेन।

गणना पछि थमसन यी कणहरु को वेग प्रकाश को वेग भन्दा एकदम कम छ भनेर सिके, र यो तिनीहरूले ठूलो छ कि चाहनुभएको। भौतिक यस बिन्दु बाट खुला कण कुरा पछि पुष्टि कि अणुहरु समावेश भनेर विश्वास गर्न आएका छन् रदरफोर्डले। उहाँले "अणु को एक ग्रह मोडेल।" यसलाई

को क्वांटम संसारको Paradoxes

के कम्तिमा विज्ञान को विकास को यस चरण मा, एक इलेक्ट्रन जटिल पर्याप्त गठन को प्रश्न। यो विचार अघि, तपाईं पनि वैज्ञानिकहरू व्याख्या गर्न सक्दैन भनेर क्वांटम भौतिक को paradoxes एक सम्पर्क गर्न आवश्यक छ। यो इलेक्ट्रॉन को दोहरी प्रकृति बताउँदै प्रसिद्ध दुई-भट्ठा प्रयोग छ।

यसको सार हो कि "बन्दूक", कण फायर, ठाडो आयताकार खोल्ने संग फ्रेम सेट अघि। उनको एक पर्खाल छ पछि, जो मा हिट को निशान अवलोकन गरिनेछ। त्यसैले, तपाईं पहिलो कसरी कुरा व्यवहार बुझ्न आवश्यक छ। मेशिन टेनिस बल कसरी सुरु गर्न हेर्न सजिलो तरिका हो। मोती को भाग प्वाल फस्न र पर्खाल परिणाम निशान एकल ठाडो ब्यान्ड मा थपियो मा। अर्को एउटै प्वाल निशान हुनेछ, क्रमशः, फारम दुई बैंड थप्न एक निश्चित दूरी मा भने।

को छालहरू पनि यस्तो अवस्थामा अलग व्यवहार। पर्खाल एक लहर संग एक टकराव को निशान देखाउन भने, एक खोल्ने ब्यान्ड को मामला मा पनि एक हुनेछ। तथापि, कुरा दुई slits को मामला मा परिवर्तन हुँदैछन्। लहर आधा विभाजित प्वालहरू, मार्फत पारित। एक लहर को शीर्ष अर्को तल पूरा भने, तिनीहरूले प्रत्येक अन्य रद्द, र हस्तक्षेप ढाँचा (धेरै ठाडो धर्काहरू) पर्खाल प्रदर्शित हुनेछ। को छालहरू को चौराहे मा राख्न एक चिन्ह छोड्न हुनेछ, र त्यहाँ आपसी quenching थियो जहाँ, कुनै पनि ठाउँमा।

अचम्मको खोज

माथिको प्रयोग को मद्दतले वैज्ञानिकहरूले स्पष्ट क्वांटम र शास्त्रीय भौतिक बीच फरक दुनिया गर्न देखाउन सक्छौं। तिनीहरूले इलेक्ट्रॉनों पर्खाल फायर सुरु गर्दा सामान्यतया यो एक ठाडो चिन्ह हुन्छ: एक टेनिस बल अंतर फसे केही कणहरु बस जस्तै, र केही छैन। तर त्यहाँ दोस्रो प्वाल थियो, सबै परिवर्तन भयो। पर्खाल मा हस्तक्षेप ढाँचा प्रकट! पहिलो भौतिक इलेक्ट्रॉनों प्रत्येक अन्य हस्तक्षेप निर्णय र तिनीहरूलाई द्वारा एक गरौं निर्णय गरे। तथापि, घण्टा एक जोडी (सार्दा इलेक्ट्रॉनों को गति अझै पनि हल्का गति भन्दा धेरै कम छ) पछि फेरि हस्तक्षेप ढाँचा देखाउन थाले।

अनपेक्षित पालो

इलेक्ट्रोनिक, सँगै यस्तो फोटोन रूपमा केही अन्य कणहरु सँग, लहर-कण duality (पनि शब्द "क्वांटम-लहर dualism" प्रयोग गर्दछ) प्रदर्शन। जस्तै बिरालो Schrödinger कि दुवै जीवित र मृत, इलेक्ट्रॉन राज्य corpuscular र लहर दुवै हुन सक्छ।

तर, यो प्रयोग मा अर्को चरण पनि अधिक रहस्यहरुलाई उत्पन्न भएको छ: सबै थाहा देखिन्थ्यो जो आधारभूत कण, एक अविश्वसनीय आश्चर्य प्रस्तुत। Physicists लक गर्न उपकरण scoping प्वालहरू स्थापना गर्ने निर्णय, जो मार्फत कण छन् काटो, र तिनीहरूले कसरी छालहरू रूपमा आफूलाई देखाउँछन्। तर बित्तिकै यो भित्तामा अनुगमन संयन्त्र राख्नु थियो त्यहाँ दुई प्वालहरू अनुरूप मात्र दुई बैंड थिए, र कुनै हस्तक्षेप ढाँचा! रूपमा चाँडै साफ "shadowing" को रूपमा, कण फेरि लहर गुण देखाउन उनले पहिले नै कुनै एक हेरिरहनुभएको छ भनेर थाह थियो भने थाले।

अर्को सिद्धान्त

भौतिक जन्म कण कि शाब्दिक एक लहर परिणत छैन सुझाव। Elektron यो एक हस्तक्षेप ढाँचा दिन्छ कि, सम्भावना एक लहर "समावेश"। यी कणहरु तिनीहरूले एक निश्चित सम्भावना मा कहीं हुन सक्छ, जसको अर्थ हो superposition को सम्पत्ति छ, र यसैले तिनीहरूले "wave" यस्तो सँगसँगै हुन सक्छ।

तैपनि, परिणाम स्पष्ट छ: अवलोकनकर्ताले को मात्र उपस्थिति प्रयोग नतिजा असर गर्छ। यो अविश्वसनीय देखिन्छ, तर यो आफ्नो तरिका को मात्र उदाहरण छैन। भौतिक प्रयोग पटक खण्ड को वस्तु Thinnest एल्यूमीनियम पन्नी थियो, आमा को एक ठूलो भाग मा बाहिर थिए। वैज्ञानिकहरूले उल्लेख गरेका छन् केही माप को मात्र वास्तवमा वस्तुको तापमान असर छ। तिनीहरूले व्याख्या यी घटना प्रकृति जबर्जस्ती अझै छैन।

संरचना

तर इलेक्ट्रन के गठन? यो बिन्दुमा, आधुनिक विज्ञान यस प्रश्नको जवाफ सक्दैन। हाल सम्म यो indivisible मौलिक कण छलफल भएको थियो, तर अब वैज्ञानिकहरू यो पनि सानो संरचना बनेको छ भन्ने विश्वास गर्छन् गर्न इच्छुक छन्।

इलेक्ट्रॉन को विशिष्ट शुल्क पनि आधारभूत विचार, तर अब आंशिक शुल्क संग खुला quarks छन् छ। त्यहाँ एक इलेक्ट्रन के गठन गर्न रूपमा धेरै सिद्धान्त हो।

आज हामी वैज्ञानिकहरू इलेक्ट्रॉन विभाजन गर्न सक्षम थिए भनी उल्लेख जो लेख, देख्न सक्छौं। तर, यो मात्र आंशिक सत्य हो।

नयाँ प्रयोग

पछिल्लो शताब्दीको eighties फिर्ता सोभियत वैज्ञानिकहरू इलेक्ट्रॉन तीन quasiparticles विभाजित हुन सक्छ कि लिया छ। 1996 मा उहाँले spinon र होलोन, र हालै भौतिक भ्यान गुफा कगार यसलाई विभाजित गर्न व्यवस्थित र उनको टीम कण spinon र orbiton विभाजित भएको थियो। तथापि, विभाजन सम्भव मात्र विशेष परिस्थितिमा हासिल छ। को प्रयोग अन्तर्गत अति कम तापमान को अवस्था बाहिर गर्न सकिन्छ।

इलेक्ट्रनों छ बारे -275 डिग्री सेल्सियस निरपेक्ष शून्य, गर्न "सुन्दर" हो, तिनीहरू लगभग कुरा एक प्रकारको रोक्न र तिनीहरूलाई बीच फारम, एकल कण मा मर्ज भने। यस्तो अवस्थामा, र physicists quasiparticles निरीक्षण गर्न सक्छन्, जो एक इलेक्ट्रन "छ"।

वाहक जानकारी

इलेक्ट्रोन अर्धव्यास यो ^2,81794 बराबर छ, धेरै सानो ^छ। 10 ^-13 सेमी, तर यो आफ्नो घटक धेरै सानो आकार छ कि बाहिर जान्छ। जो मा गर्न "भाग" इलेक्ट्रॉन व्यवस्थित तीन भागहरु प्रत्येक, यो बारेमा जानकारी वहन। Orbiton, नाम implies रूपमा, यो कक्षीय लहर कण मा डाटा समावेश गर्दछ। इलेक्ट्रॉन को स्पिन लागि जिम्मेवार Spinon र होलोन हामीलाई शुल्क बारेमा बताउँछ। तसर्थ, भौतिक अलग एक कडा cooled सामाग्री मा इलेक्ट्रॉनों विभिन्न राज्य पालन गर्न सक्नुहुन्छ। तिनीहरूले "होलोन-spinon" र "spinon-orbiton" को एक जोडी पहिल्याउन व्यवस्थित, तर सबै सँगै तीन।

नयाँ प्रविधिहरू

इलेक्ट्रॉन पत्ता जो भौतिक आफ्नो खोज व्यवहार मा लागू गरिएको छ सम्म अघि धेरै दशकहरु प्रतीक्षा थियो। एकल तहमा कार्बन अणुहरु को निर्वाचकगण अचम्मको सामाग्री - आजकल प्रविधिहरू धेरै वर्ष प्रयोगको फेला पार्न, यसलाई graphene सम्झना गर्न पर्याप्त छ। इलेक्ट्रॉन को विभाजन हुनेछ उपयोगी? वैज्ञानिकहरूले भविष्यवाणी कि सृष्टिको एक क्वांटम कम्प्यूटर, गति, जो तिनीहरूलाई अनुसार, पटक केही दसौं आज सबैभन्दा शक्तिशाली कम्प्युटर भन्दा ठूलो।

को क्वांटम कम्प्यूटर प्रविधिको रहस्य के हो? यो एक सरल अनुकूलन भनिन्छ गर्न सकिन्छ। पारंपरिक कम्प्युटर मा, जानकारी को न्यूनतम indivisible भाग - एक बिट। र हामी कार मात्र दुई विकल्प लागि दृश्य केही, केही साथ डाटा विचार भने। बिट एक बाइनरी कोड को भाग हो, शून्य या एक हुन सक्छ।

नयाँ विधि

एक "क्वांटम बिट" वा "घन" - अब समावेश एक बिट र शून्य, र एकाइ मा कि कल्पना गरौं। सरल चर को भूमिका इलेक्ट्रॉन को स्पिन प्ले हुनेछ (यो या त घडीको दिशामा वा घडीको घुमाउन सक्नुहुन्छ)। विपरीत सरल बिट घन साथ धेरै कार्यहरु गर्न सक्छ, र यो वृद्धि कारण गति, कम इलेक्ट्रन ठूलो र शुल्क हुनेछ महत्वपूर्ण यहाँ छन्।

यो labyrinth उदाहरण द्वारा बताए गर्न सकिन्छ। यो बाहिर प्राप्त गर्न, तपाईं जो देखि एक मात्र सही हुनेछ विभिन्न विकल्प धेरै प्रयास गर्न आवश्यक छ। परम्परागत कम्प्युटर पनि समस्या solves चाँडै, अझै एक समयमा मात्र एकल समस्या मा काम गर्न सक्छ। उहाँले एक पर्चा सबै विकल्प enumerates र अन्ततः बाहिर तरिका भेट्टाउनुहुन्छ। यो क्वांटम कम्प्यूटर, को duality kyubita धन्यवाद साथ धेरै समस्या समाधान गर्न सकिन्छ। उहाँले सबै विकल्पहरू लाइन मा छैन समीक्षा हुनेछ, र समय मा एक क्षण, र पनि समस्या समाधान। मुश्किल हालसम्म मात्र छ क्वांटम वस्तु मा काम को एक धेरै प्राप्त गर्न छ - यो कम्प्युटर एक नयाँ पुस्तालाई आधार हुनेछ।

आवेदन

सबैभन्दा मानिसहरू घरेलू स्तर मा एक कम्प्यूटर प्रयोग गर्नुहोस्। हालसम्म यो उत्कृष्ट काम र पारंपरिक पीसी, संग तर विशिष्ट घटनाहरु हजारौं, सायद चर हजारौं भविष्यवाणी गर्न, मेशिन बस भारी हुनुपर्छ। क्वान्टम कम्प्युटर रूपमा सजिलै कुराको मौसम भविष्यवाणी रूपमा एक महिनाको लागि प्रकोप को उपचार र यसको भविष्यवाणी डाटा सामना, र पनि केही अणुहरु को एक प्रोसेसर संग दोस्रो, सबै को एक अंश को लागि धेरै चर संग जटिल गणितीय computations प्रदर्शन गर्नेछन्। त्यसैले यो धेरै चाँडै हाम्रो सबैभन्दा शक्तिशाली कम्प्युटर कागज-पातलो हो, सम्भव छ।

स्वस्थ रहन

क्वान्टम कम्प्युटर प्रविधिको चिकित्सा एउटा विशाल योगदान गर्नेछ। सानो रोबोट "दिमाग" कम्प्युटर भन्दा अन्य सबै सञ्चालन प्रदर्शन गर्न सक्छन्: मानिसजातिले आफ्नो मद्दत संग, यो सम्भव छैन मात्र बस भित्र बाट सम्पूर्ण शरीर हेर्दा द्वारा रोग निदान गर्न पनि सर्जरी बिना चिकित्सा हेरविचार प्रदान गर्न हुनेछ, तर, बलियो सम्भावित संग nanomachinery सिर्जना गर्न सक्षम हुनेछ।

कम्प्युटर गेम को क्षेत्र मा अपरिहार्य क्रान्तिको। शक्तिशाली मिसिन तत्काल समस्या समाधान गर्न सक्ने, अविश्वसनीय व्यावहारिक ग्राफिक्स खेलहरू खेल्न सक्षम हुनेछ, यो पहिले नै टाढा बन्द छैन र पूर्ण विसर्जन संग कम्प्युटर दुनिया।