_
ELECTRON
COLLECTION OF FREE STUDIES
Change to views  Mobile1, 2 Laptop 
 Bahasa English
Title Index : A B D 
Search in Collection of Free Studies   
Valence Electrons  (Previous)(Next)  electronegativity

Elektron

Elektron
HAtomOrbitals.png
Lebih kurang teoritis rapatan elektron untuk atom Hidrogen dalam beberapa orbit elektron
Komposisi:Partikel dasar
Keluarga:Fermion
Kelompok:Lepton
Generasi:Pertama
Interaksi:Gravitasi, Elektromagnetik, Lemah
Simbol:e−, β−
Antipartikel:Positron (juga dinamakan antielektron)
Penggagas:Richard Laming (1838–1851),
G. Johnstone Stoney (1874) et. al.
Penemu:J. J. Thomson (1897)[1]
Massa:9,10938215(45) × 10-31 kg
5,4857990943(23) × 10-4 u
[1822,88850204(77)]−1 u[cat 1]
0,510998910(13)MeV/c2
Muatan listrik:−1 e[cat 2]
-1,602176487(40) × 10-19 C
Momentum magnetik:−1,00115965218111 μB
Spin:1⁄2

Elektron yaitu partikel subatom yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis menjadi e-. Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun substruktur apapun yang dikenal, sehingga dia dipercayai menjadi partikel elementer.[2] Elektron memiliki massa sekitar 1/1836 massa proton.[3] Momentum sudut (spin) instrinsik elektron yaitu setengah nilai integer dalam satuan ħ, yang berarti bahwa dia termasuk fermion. Antipartikel elektron dinamakan menjadi positron, yang identik dengan elektron, tapi bermuatan positif. Ketika sebuah elektron bertinju dengan positron, keduanya kemungkinan dapat saling berhambur ataupun musnah total, menghasilan sepasang (atau lebih) foton sinar gama.

Elektron, yang termasuk ke dalam generasi keluarga partikel lepton pertama,[4] berpartisipasi dalam interaksi gravitasi, interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah.[5] Sama seperti semua materi, elektron memiliki sifat bak partikel maupun bak gelombang (dualitas gelombang-partikel), sehingga dia dapat bertinju dengan partikel lain dan berdifraksi seperti cahaya. Oleh karena elektron termasuk fermion, dua elektron selisih tidak dapat menempati keadaan kuantum yang sama pas dengan asas pengecualian Pauli.[4]

Konsep muatan listrik yang tidak dapat dibagi-bagi lagi diteorikan untuk menjelaskan sifat-sifat kimiawi atom oleh filsuf dunia Richard Laming pada awal tahun 1838;[6] nama electron diperkenalkan untuk menamakan muatan ini pada tahun 1894 oleh fisikawan Irlandia George Johnstone Stoney. Elektron sukses diidentifikasikan menjadi partikel pada tahun 1897 oleh J. J. Thomson.[1][7]

Dalam jumlah fenomena fisika, seperti listrik, magnetisme dan konduktivitas termal, elektron melakukan peran yang sangat penting. Suatu elektron yang bergerak relatif terhadap peneliti akan memproduksi medan magnetik dan lintasan elektron tersebut juga akan dilengkungkan oleh medan magnetik eksternal. Ketika sebuah elektron dipercepat, dia dapat merembes ataupun memancarkan energi dalam bentuk foton. Elektron bersama-sama dengan konten atom yang terdiri dari proton dan neutron, membuat bentuk atom. Namun, elektron hanya mengambil 0,06% massa total atom. Gaya tarik Coulomb selang elektron dengan proton menyebabkan elektron terikat dalam atom. Pertukaran ataupun perkongsian elektron selang dua atau lebih atom merupakan sebab utama terjadinya ikatan kimia.[8]

Sama keadaan teorinya, lebih banyak elektron dalam dunia semesta diciptakan pada peristiwa Big Bang (ledakan besar), tapi dia juga dapat diciptakan melewati peluruhan beta isotop radioaktif maupun dalam tumbukan berenergi tinggi, contohnya pada saat sinar kosmis memasuki atmosfer. Elektron dapat dihancurkan melewati pemusnahan dengan positron, maupun dapat diresap selama nukleosintesis bintang. Peralatan-peralatan laboratorium modern dapat dipergunakan untuk memuat ataupun memantau elektron individual. Elektron memiliki jumlah kebaikan dalam teknologi modern, contohnya dalam mikroskop elektron, terapi radiasi, dan pemercepat partikel.

Daftar konten

Sejarah

Orang Yunani Lawas memperhatikan bahwa ambar dapat menarik benda-benda kecil ketika digosok-gosokkan dengan bulu hewan. Kecuali petir, fenomena ini merupakan salah satu catatan terawal manusia hal listrik.[9] Dalam karya tahun 1600-nya De Magnete, fisikawan Inggris William Gilbert menciptakan istilah baru electricus untuk merujuk pada sifat penarikan benda-benda kecil setelah digosok.[10] Bahasa Inggris untuk kata electric diturunkan dari bahasa Latin ēlectrum, yang berasal dari bahasa Yunani ήλεκτρον (ēlektron) untuk batu ambar.

Pada tahun 1737, C. F. du Fay dan Hawksbee secara independen menemukan apa yang mereka percaya menjadi dua macam listrik friksional; satunya diproduksi dari penggosokan gelas, yang lainnya diproduksi dari penggosokan resin. Dari sinilah, Du Fay berteori bahwa listrik terdiri dari dua fluida elektris, yaitu "vitreous" dan "resinous", yang dipisahkan oleh gesekan dan menetralkan satu sama lainnya ketika bergabung.[11] Satu dasarwasa lalu, Benjamin Franklin mengajukan bahwa listrik tidaklah berasal dari fluida elektris yang bermacam-macam, tapi berasal dari fluida elektris yang sama di bawah tekanan yang selisih. Dia memberikan tatanama muatan positif dan negatif untuk tekanan yang selisih ini.[12][13]

Selang tahun 1838 dan 1851, filsuf dunia Britania Richard Laming menjadi lebih berkembang gagasan bahwa atom terdiri dari materi konten yang dikitari oleh partikel subatom yang memiliki muatan listrik.[14] Awal tahun 1846, fisikawan Jerman William Weber berteori bahwa listrik terdiri dari fluida yang bermuatan positif dan negatif, dan interaksinya mematuhi hukum kuadrat terbalik. Setelah mempelajari fenomena elektrolisis pada tahun 1874, fisikawan Irlandia George Johnstone Stoney mengajukan teori bahwa terdapat suatu "satuan kuantitas listrik tertentu" yang merupakan muatan sebuah ion monovalen. Dia sukses memperkirakan nilai muatan elementer e ini menggunakan Hukum elektrolisis Faraday.[15] Namun, Stoney percaya bahwa muatan-muatan ini secara permanen terikat pada atom dan tidak dapat dijauhi. Pada tahun 1881, fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz berargumen bahwa adun muatan positif dan negatif dibagi menjadi beberapa anggota elementer, yang "berperilaku seperti atom dari listrik".[6]

Pada tahun 1894, Stoney menciptakan istilah electron untuk mewakili muatan elementer ini.[16] Kata electron merupakan kombinasi kata electric dengan imbuhan belakang on, yang dipergunakan sekarang untuk merujuk pada partikel subatomik seperti proton dan neutron.[17][18]

Penemuan elektron

Seberkas elektron dibelokkan menjadi lingkaran oleh medan magnet[19]

Fisikawan Jerman Johann Wilhelm Hittorf menjalankan telaahan hal konduktivitas listrik dalam gas. Pada tahun 1869, dia menemukan sebuah pancaran yang dipancarkan dari katode yang ukurannya meningkat seiring dengan menurunnya tekanan gas. Pada tahun 1876, fisikawan Jerman Eugen Goldstein menampakkan bahwa sinar pancaran ini memproduksi bayangnya, dan dia menamakannya sinar katode.[20] Selama tahun 1870-an, kimiawan dan fisikawan Inggris William Crookes menjadi lebih berkembang tabung katode pertama yang vakum.[21] Dia lalu menampakkan sinar berpendar yang tampak di dalam tabung tersebut membawa energi dan bergerak dari katode ke anode. Lebih jauh lagi, menggunakan medan magnetik, dia dapat membelokkan sinar tersebut dan mendemonstrasikan bahwa berkas ini berperilaku seolah-olah dia bermuatan negatif.[22][23] Pada tahun 1879, dia mengajukan bahwa sifat-sifat ini dapat dinyatakan menggunakan apa yang dia istilahkan menjadi 'materi radian' (radiant matter). Dia mengajukan ini yaitu keadaan materi keempat, yang terdiri dari molekul-molekul bermuatan negatif yang diproyeksikan dengan kecepatan tinggi dari katode.[24]

Fisikawan Britania kelahiran Jerman Arthur Schuster memperluas eksperimen Crookes dengan memasang dua pelat logam secara paralel terhadap sinar katode dan memberikan potensial listrik selang dua pelat tersebut. Medan ini lalu membelokkan sinar menuju pelat bermuatan positif, memberikan bukti lebih jauh bahwa sinar ini berisi muatan negatif. Dengan mengukur agung pembelokan sinar pas dengan arus listrik yang diberikan, pada tahun 1890, Schuster sukses memperkirakan rasio massa terhadap muatan komponen-komponen sinar. Namun, lebih kurang ini memproduksi nilai yang seribu kali lebih agung daripada yang diperkirakan, sehingga lebih kurang ini tidak dipercayai pada saat itu.[22][25]

Pada tahun 1896, fisikawan Britania J. J. Thomson, bersama dengan koleganya John S. Townsend dan H. A. Wilson,[1] menjalankan eksperimen yang mengindikasikan bahwa sinar katode benar-benar merupakan partikel baru dan bukanlah gelombang, atom, ataupun molekul seperti yang dipercayai semasih belumnya. Thomson menciptakan lebih kurang yang cukup adun dalam memilihkan muatan e dan massa m, dan menemukan bahwa partikel sinar katode, yang dia sebut "corpuscles" jangan-jangan bermassa seperseribu massa ion terkecil yang mempunyai kalanya dikenal (hidrogen).[7] Dia menampakkan bahwa nisbah massa terhadap muatan, e/m, tidak tergantung pada material katode. Dia lebih jauh lagi menampakkan bahwa partikel bermuatan negatif yang diproduksi oleh bahan-bahan radioaktif, bahan-bahan yang dihangatkan, atau bahan-bahan yang berpendar bersifat universal.[26] Nama elektron lalu diajukan untuk menamakan partikel ini oleh fisikawan Irlandia George F. Fitzgerald, dst mendapatkan penerimaan yang universal.[22]

Manakala sedang mempelajari mineral fluoresens pada tahun 1896, fisikawan Perancis Henri Becquerel menemukan bahwa mineral tersebut memancarkan radiasi tanpa terpapar asal energi eksternal. Bahan radioaktif ini menarik perhatian jumlah ilmuwan, meliputi ilmuwan Selandia Baru Ernest Rutherford yang menemukan bahwa partikel ini memancarkan partikel. Dia melabeli partikel ini partikel alfa dan partikel beta pas kemampuannya menembus materi.[27] Pada tahun 1900, Becquerel menampakkan bahwa emisi sinar beta oleh radium dapat dibelokkan oleh medan listrik, dan rasio massa terhadap muatannya yaitu sama dengan rasio massa terhadap muatan sinar katode.[28] Bukti ini memilihkan pandangan bahwa elektron merupakan komponen atom.[29][30]

Muatan elektron lalu diukur lebih seksama lagi oleh fisikawan Amerika Robert Millikan dalam Percobaan tetesan minyak pada tahun 1909. Hasil percobaan ini disebarluaskan pada tahun 1911. Percobaan ini menggunakan medan listrik untuk mencegah tetesan minyak bermuatan jatuh menjadi dampak dari gravitasi. Perlengkapan yang dipergunakan dalam percobaan ini dapat mengukur muatan listrik dari 1–150 ion dengan batas kealpaan tidak begitu dari 0,3%. Percobaan yang mirip dengan percobaan Millikan semasih belumnya telah diperagakan oleh Thomson, menggunakan tetesan awan cairan bermuatan yang diproduksi dari elektrolisis,[1] dan oleh Abram Ioffe pada tahun 1911, yang secara independen mendapatkan hasil yang sama dengan Millikan menggunakan mikropartikel logam bermuatan. Dia mempublikasikan hasil percobaannya pada tahun 1913.[31] Namun, tetesan minyak lebih stabil daripada tetesan cairan karena laju penguapan minyak yang lebih lambat, sehingga lebih sesuai dipergunakan untuk percobaan dalam periode waktu yang lama.[32]

Sekitar awal ratus tahun ke-20, ditemukan bahwa di bawah kondisi tertentu, partikel bermuatan yang bergerak cepat dapat menyebabkan kondensasi uap cairan yang lewat jenuh di sepanjang lintasan partikel tersebut. pada tahun 1911, Charles Wilson menggunakan prinsip ini untuk membangun bilik kabut, mengijikan pelacakan partikel-partikel bermuatan seperti elektron yang bergerak cepat untuk difoto.[33]

Teori atom

Model atom Bohr, menampakkan keadaan elektron dengan energi terkuantisasi n. Sebuah elektron yang jatuh ke orbit bawah memancarkan foton yang energinya sama dengan selisih energi antar orbit.

Pada tahun 1914, percobaan yang diperagakan oleh fisikawan Ernest Rutherford, Henry Moseley, James Franck dan Gustav Hertz secara garis agung telah sukses membangun model bentuk atom menjadi konten atom bermuatan positif yang dikitari oleh elektron bermassa kecil.[34] Pada tahun 1913, fisikawan Denmark Niels Bohr berpostulat bahwa elektron tidak kekurangan dalam keadaan energi terkuantisasi, dengan energinya dipilihkan pas momentum sudut orbit elektron di sekitar konten. Elektron dapat berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain (atau orbit) dengan memancarkan emisi ataupun merembes foton pada frekuensi tertentu. Menggunakan model orbit terkuantisasi ini, dia secara akurat sukses menjelaskan garis spektrum atom hidrogen.[35] Namun, model Bohr gagal menjelaskan intensitas relatif garis spektrum ini dan gagal pula dalam menjelaskan spektrum atom yang lebih kompleks.[34]

Ikatan kimia antaratom dinyatakan oleh Gilbert Newton Lewis, yang pada tahun 1916 mengajukan bahwa ikatan kovalen selang dua atom dijaga oleh sepasang elektron yang dibagikan di selang dua atom yang berikatan.[36] Kemudian, pada tahun 1923, Walter Heitler dan Fritz London memberikan penjelasan penuh hal formasi pasangan elektron dan ikatan kimia pas mekanika kuantum.[37] Pada tahun 1919, kimiawan Amerika Irving Langmuir menjabarkan lebih lanjut lagi model statis atom Lewis dan mengajukan bahwa semua elektron terdistribusikan dalam "kulit-kulit bola konsentris, kesemuannya berketebalan sama".[38] Kulit tersebut lalu dibagi olehnya ke dalam sejumlah sel yang tiap-tiap sel berisi sepasangan elektron. Dengan model ini, Langmuir sukses secara kualitatif menjelaskan sifat-sifat kimia semua unsur dalam tabel periodik.[37]

Pada tahun 1924, fisikawan Austria Wolfang Pauli memperhatikan bahwa bentuk seperi kulit atom ini dapat dinyatakan menggunakan empat parameter yang memilihkan tiap-tiap keadaan energi kuantum sepanjang tiap keadaan dikuasai oleh tidak lebih dari satu elektron tunggal. Pelarangan tidak kekurangannya lebih dari satu elektron menempati keadaan energi kuantum yang sama dikenal menjadi asas pengecualian Pauli.)[39] Mekanisme fisika yang menjelaskan parameter keempat, yang memiliki dua nilai selisih, diberikan oleh fisikawan Belanda Abraham Goudsmith dan George Uhlenbeck ketika mereka mengajukan bahwa elektron, kecuali momentum sudut orbitnya, juga dapat memiliki momentum sudut intrinsiknya sendiri.[34][40] Ciri ini lalu dikenal menjadi spin, yang menjelaskan pemisahan garis spektrum yang terpantau pada spektrometer beresolusi tinggi. Fenomena ini dikenal menjadi pemisahan bentuk halus.[41]

Mekanika kuantum

Dalam mekanika kuantum, perilaku elektron dalam atom dinyatakan menggunakan orbital, yang merupakan sebuah distribusi probabilitas dan bukannya orbit. Pada gambar di atas, anggota berwarna menampakkan probabilitas relatif "penemuan" elektron yang memiliki energi pas dengan bilangan kuantum pada titik tersebut.

Dalam disertasi tahun 1924 berjudul Recherches sur la théorie des quanta (Riset hal Teori Kuantum), fisikawan Perancis Louis de Broglie berhipotesis bahwa semua materi memiliki gelombang De Broglie yang mirip dengan cahaya.[42] Ini berarti bahwa di bawah kondisi yang tepat, elektron dan semua materi dapat menampakkan sifat-sifat seperti partikel maupun seperti gelombang. Sifat korpuskular partikel dapat didemonstrasikan ketika dia dapat diperlihatkan memiliki jabatan terlokalisasi dalam ruang sepanjang trayektorinya pada waktu apapun.[43] Sifat seperti gelombang dapat dipantau ketika seberkas cahaya dibiarkan lewat melewati celah-celah paralel dan memproduksi pola-pola interferensi.

Pada tahun 1927, efek interferensi ini sukses diperlihatkan juga terjadi bagi berkas elektron oleh fisikawan Inggris George Paget Thomson menggunakan film logam tipis dan oleh fisikawan Amerika Clinton Davisson dan Lester Germer menggunakan kristal nikel.[44] Suksesnya prediksi de Broglie masuk membantu Erwin Schrödinger yang pada tahun 1926 mempublikasikan persamaan Schrödinger yang secara sukses mendeskripsikan bagaimana gelombang elektron merambat.[45] Daripada memproduksi penyelesaian yang memilihkan lokasi elektron seiring dengan berlangsungnya waktu, persamaan gelombang ini dapat dipergunakan untuk memprediksikan probabilitas penemuan sebuah elektron dekat sebuah jabatan. Pendekatan ini lalu dinamakan menjadi mekanika kuantum, yang memberikan lebih kurang keadaan energi elektron atom hidrogen dengan sangat tepat. Ketika spin dan interaksi selang jumlah elektron diperkirakan, mekanika kuantum memungkinkan konfigurasi elektron dalam atom bernomor atom lebih tinggi daripada hidrogen diprediksi dengan tepat.[46]

Pada tahun 1928, pas karya Wolfgang Pauli, Paul Dirac memproduksi model elektron, persamaan Dirac, yang konsisten dengan teori relativitas, dengan menerapkan pertimbangan relativitas dan simetri ke dalam perumusan Hamiltonan mekanika kuantum medan elektro-magnetik.[47] Supaya dapat memecahkan beragam masalah dalam persamaan relativistiknya, pada tahun 1930, Dirac menjadi lebih berkembang model vakum menjadi lautan partikel tak berhingga yang berenergi negatif (dikenal menjadi laut Dirac). Ini mengantar Dirac memprediksikan keberadaan positron, antimateri dari elektron.[48] Partikel positron ditemukan pada tahun 1932 oleh Carl D. Anderson, yang menyerukan dinamakannya elektron biasa menjadi negatron, dan elektron dipergunakan menjadi istilah generik untuk merujuk pada kedua partikel tersebut. Penggunaan istilah 'negatron' kadang-kadang sedang dapat ditemukan sekarang, dan dapat disingkat menjadi 'negaton'.[49][50]

Pada tahun 1947, Willis Lamb, berkolaborasi dengan murid pascasarjananya Robert Retherford, menemukan bahwa keadaan kuantum tertentu atom hidrogen, yang seharusnya berenergi sama, bergeser relatif terhadap satu sama lain. Pergesaran ini dinamakan menjadi geseran Lamb. Pada waktu yang bersamaan, Polykarp Kusch, melakukan pekerjaan dengan Henry M. Foley, menemukan bahwa momen magnetik elektron sedikit lebih agung daripada yang diprediksikan oleh teori Dirac. Perbedaan kecil ini lalu dinamakan menjadi anomali momen dipol magnetik elektron. Untuk memecahkan masalah ini, teori yang dinamakan elektrodinamika kuantum dikembangkan oleh Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger dan Richard P. Feynman pada kesudahan tahun 1940-an.[51]

Pemercepat partikel

Dengan berkembangnya pemercepat partikel selama paruh pertama ratus tahun ke-20, fisikawan mulai mempelajari lebih dalam sifat-sifat partikel subatom.[52] Usaha pertama yang sukses mempercepat elektron menggunakan induksi elektromagnetik diperagakan pada tahun 1942 oleh Donald Kerst. Betatron awalnya mencapai energi sebesar 2,3 MeV, manakala betatron-betatron selanjutnya sukses mencapai 300 MeV. Pada tahun 1947, radiasi sinkrotron ditemukan menggunakan sinkrotron elektron 70 MeV di General Electric. Radiasi ini dikarenakan oleh percepatan elektron yang bergerak menghampiri kecepatan cahaya melewati medan magnetik.[53]

Dengan energi berkas sebesar 1,5 GeV, penumbuk partikel berenergi tinggi ADONE memulai operasinya pada tahun 1968.[54] Alat ini mempercepat elektron dan positron dengan arah yang berlawanan, secara efektif menggandakan energi tumbukan dibandingkan apabila menumbukkan elektron dengan target yang diam.[55] Large Electron-Positron Collider (LEP) di CERN yang beroperasi dari tahun 1989 sampai dengan tahun 2000 sukses mencapai energi tumbukan sebesar 209 GeV dan sukses menciptakan pengukuran untuk Model Standar fisika partikel.[56][57]

Karakteristik

Klasifikasi

Model Standar partikel elementer. Elektron tidak kekurangan pada anggota kiri bawah.

Dalam Model Standar fisika partikel, elektron termasuk ke dalam golongan partikel subatom yang dinamakan lepton, yang dipercayai menjadi partikel elementer. Elektron memiliki massa yang terendah di selang lepton bermuatan lainnya dan termasuk ke dalam partikel elementer generasi pertama.[58] Generasi kedua dan ketiganya berisi lepton bermuatan, yaitu muon dan tauon, yang identik dengan elektron dalam hal muatannya, spin, dan interaksinya, terkecuali keduanya bermassa lebih agung. Lepton selisih dari konstituen materi lainnya seperti kuark karena lepton tidak memiliki interaksi kuat. Semua anggota golongan lepton yaitu termask fermion karena keseluruhan memiliki spin 1⁄2.[59]

Ciri-ciri fundamental

Massa invarian sebuah elektron yaitu anggar-anggar 9,109 × 10-31 kilogram,[60] ataupun setingkat dengan 5,489 × 10-4 satuan massa atom. Pas prinsip kesetaraan massa-energi Einstein, massa ini setingkat dengan energi rihat 0,511 MeV. Rasio selang massa proton dengan massa elektron yaitu sekitar 1836.[3][61] Pengukuran astronomi menampakkan bahwa rasio massa proton terhadap elektron tetap berharga sama paling tidak selama setengah usia dunia semesta, seperti yang diprediksikan oleh Model Standar.[62]

Elektron memiliki muatan listrik sebesar -1,602 × 10-19 coulomb,[60] yang dipergunakan menjadi satuan standar untuk muatan partikel subatom. Di bawah ambang batas keakuratan eksperimen, muatan elektron yaitu sama dengan muatan proton, tapi memiliki tanda positif.[63] Oleh karena simbol e dipergunakan untuk merujuk pada muatan elementer, elektron umumnya disimbolkan menjadi e−, dengan tanda minus mengindikasikan muatan negatif. Positron disimbolkan menjadi e+ karena dia memiliki ciri-ciri yang sama dengan elektron tapi bermuatan positif.[60][59]

Elektron memiliki momentum sudut intrinsik atau spin senilai 1⁄2.[60] Sifat ini pada umumnya dinyatakan dengan merujuk elektron menjadi partikel spin-1⁄2.[59] Untuk partikel seperti ini, besaran spinnya yaitu √3⁄2 ħ[cat 3] manakala hasil pengukuran proyeksi spin pada sumbu apapun hanyalah dapat berharga ±ħ⁄2. Kecuali spin, elektron juga memiliki momen magnetik intrinsik di sepanjang sumbu spinnya.[60] Momen magnetik elektron anggar-anggar sama dengan satu magneton Bohr,[64][cat 4] dengan konstanta fisika sebesar 9,274 009 15(23) × 10−24 joule per tesla.[60] Pandangan spin terhadap momentum elektron memilihkan helisitas partikel tersebut.[65]

Elektron tidak memiliki substruktur yang dikenal.[2][66] Oleh karena itu, dia didefinisikan ataupun dianggap menjadi partikel titik ataupun muatan titik dan tidak beruang.[4] Pemantauan pada satu elektron tunggal dalam perangkap Penning menampakkan batasan atas jari-jari partikel sebesar 10−22 meter.[67] Terdapat sebuah tetapan fisika yang dinamakan menjadi "jari-jari elektron klasik" yang berharga 2,8179 ×10-15 m. Tapi terminologi ini berasal dari lebih kurang sederhana yang mengabaikan efek-efek mekanika kuantum. Dalam kenyataannya, jari-jari elektron klasik tidak memiliki hubungan apapun dengan bentuk dasar elektron.[68][cat 5]

Terdapat partikel elementer yang secara spontan meluruh menjadi partikel yang lebih ringan. Contohnya yaitu muon yang meluruh menjadi elektron, neutrino, dan antineutrino, dengan waktu paruh rata-rata 2,2 × 10-6 detik. Namun, elektron diperkirakan stabil secara teoritis: elektron merupakan partikel teringan yang bermuatan, sehingga peluruhannya akan melanggar kekekalan muatan.[69] Ambang bawah eksperimen untuk rata-rata umur paruh elektron yaitu 4,6 × 1026 tahun, dengan taraf kepercayaan sebesar 90%.[70]

Sifat-sifat kuantum

Seperti semua partikel, elektron dapat berperilaku seperti gelombang. Ini dinamakan menjadi dualitas gelombang-partikel dan dapat diperlihatkan menggunakan percobaan celah ganda. Sifat bak gelombang elektron mengizinkannya melewati kedua celah paralel secara bersamaan dan bukannya hanya melewati satu celah. Dalam mekanika kuantum, sifat bak gelombang suatu partikel dapat dideskripsikan secara matematis menjadi fungsi berharga kompleks yang dinamakan menjadi fungsi gelombang (ψ). Ketika nilai mutlak fungsi ini di kuadratkan, nilai pengkuadratan ini akan memberikan probabilitas pemantauan suatu partikel dekat seuatu lokasi, dinamakan menjadi rapatan probabilitas.[71]

Contoh gelombang antisimetrik untuk keadaan kuantum dua fermion identik pada kotak dua dimensi. Jika partikel bertukar jabatan, fungsi gelombang membalikkan tandanya.

Elektron yang satu dengan elektron yang lainnya tidak dapat dibedakan karena sifat fisika intrinsiknya. Dalam mekanika kuantum, hal ini berarti bahwa sepasang elektron yang berinteraksi haruslah dapat bertukar jabatan tanpa tidak kekurangannya perubahan keadaan sistem yang terpantau. Fungsi gelombang fermion, termasuk pula elektron, yaitu antisimetrik, berarti bahwa dia berubah tanda ketika dua elektron bertukaran; yakni ψ(r1, r2) = −ψ(r2, r1), dengan variabel r1 dan r2 yaitu elektron pertama dan kedua. Oleh karena nilai mutlak tidak berubah ketika berubah tanda, ini berarti bahwa terdapat probabilitas yang tidak berubah. Selisih dengan fermion, boson seperti foton memiliki fungsi gelombang simterik.[71]

Dalam kasus antisimetri, penyelesaian fungsi gelombang untuk elektron yang berinteraksi memproduksi probabilitas yang berharga nol untuk tiap pasangan elektron menempati lokasi ataupun keadaan yang sama. Hal ini dikenal dengan nama asas pengecualian Pauli. Asas ini menjelaskan jumlah sifat elektron.

Partikel maya

Para fisikawan percaya bahwa ruang kosong jangan-jangan secara berkesinambungan menciptakan jumlah pasang partikel maya seperti positron dengan elektron, yang dengan cepat memusnahkan satu sama lainnya setelah tercipta.[72] Kombinasi variasi energi yang diperlukan untuk menciptakan partikel-partikel ini beserta waktu keberadaan partikel ini tidak kekurangan dalam ambang pendeteksian seperti yang dinyatakan oleh Prinsip ketidakpastian Heisenberg, ΔE·Δt ≥ ħ. Energi yang diperlukan untuk menciptakan partikel maya ini, ΔE, dapat "dipinjam" dari keadaan vakum untuk periode waktu Δt, sedemikian perkalian keduanya tidak lebih dari nilai konstanta Planck tereduksi, ħ ≈ 6,6 × 10-16 eV·s. Sehingga untuk elektron maya, Δt terlamanya yaitu 1,3 × 10-21 s.[73]

Cerminan skematis pasangan elektron-positron maya yang timbul secara tanpa pola dekat sebuah elektron (kiri bawah)

Ketika pasangan elektron-positron maya terbentuk, gaya coulomb dari medan listrik sekitar elektron menyebabkan positron yang tercipta tertarik ke elektron awal manakala elektron yang tercipta melalui gaya tolak. Ini menyebabkan polarisasi vakum. Pada dasarnya, keadaan vakum berperilaku seperti media yang memiliki permitivitas dielektrik lebih agung dari satu. Sehingga muatan efektif sebuah elektron pada umumnya lebih kecil daripada nilai aslinya, dan muatan akan berkurang dengan meningkatnya jarak dari elektron.[74][75] Polarisasi ini dikonfirmasi secara eksperimental pada tahun 1997 menggunakan pemercepat partikel Jepang.[76] Partikel-partikel maya menyebabkan efek pemerisaian untuk massa elektron.[77]

Interaksi dengan partikel maya juga menjelaskan penyimpangan momen magnetik intrinsik elektron sebesar 0,1% dari magneton Bohr.[64][78] Kesesuaian yang sangat tepat selang perbedaan yang diprediksikan ini dengan nilai percobaan dipandang menjadi pencapaian agung elektrodinamika kuantum.[79]

Dalam fisika klasik, momentum sudut dan momen magnetik suatu objek bergantung pada dimensi fisikanya. Oleh karena itu, konsep elektron tak berdimensi yang memiliki momentum sudut dan momen magnetik tampaknya tidak konsisten. Paradoks ini dapat dinyatakan menggunakan perwujudan foton maya dalam medan listrik yang diproduksi oleh elektron. Foton-foton maya ini menyebabkan elektron bergeser secara getar-getir (dinamakan Zitterbewegung),[80] yang mengakibatkan gerak melingkar dengan presesi. Gerak ini memproduksi momen magnetik dan spin elektron.[4][81] Dalam atom, penciptaan foton maya ini menjelaskan geseran Lamb yang terpantau pada garis spektrum.[74]

Interaksi

Elektron memproduksi medan listrik yang menarik partikel bermuatan positif seperti proton dan mendorong partikel lain yang bermuatan negatif. Kemampuan gaya tarik/tolak ini dipilihkan oleh Hukum Coulomb.[82] Ketika elektron bergerak, dia memproduksi medan magnetik.[83] Hukum Ampère-Maxwell menghubungkan medan magnetik dengan gerak massa elektron (arus listrik) terhadap seorang peneliti. Medan elektromagnetik partikel bermuatan yang bergerak diekspresikan menggunakan potensial Liénard–Wiechert, yang terjadi bahkan untuk partikel yang bergerak menghampiri kecepatan cahaya.

Sebuah partikel bermuatan q (kiri) bergerak dengan kecepatan v melewati medan magnetik B yang diorientasikan menuju pembaca. Untuk sebuah elektron, q berharga negatif, sehingga dia mengiringi lintasan yang membelok ke atas.

Ketika sebuah elektron bergerak melewati medan magnetik, gaya Lorentz akan memengaruhi arah lintasan elektron tegak lurus terhadap aspek medan magnet dan kecepatan elektron. Gaya sentripetal ini menyebabkan lintasan elektron mempunyai bentuk heliks. Percepatan yang diproduksi dari gerak melengkung ini menginduksi elektron untuk memancarkan energi dalam bentuk radiasi sinkrotron.[84][85][cat 6] Emisi energi ini lalu dapat mementalkan elektron, dikenal menjadi Gaya Abraham-Lorentz-Dirac, yang menciptakan gesekan yang memperlambat elektron. Gaya ini dikarenakan oleh reaksi balik medan elektron terhadap dirinya sendiri.[86]

Dalam elektrodinamika kuantum, interaksi elektromagnetik selang partikel dimediasi oleh foton. Elektron terisolasi yang tidak dipercepat tidak dapat memancar ataupun merembes foton; apabila dia merembes atau memancarkan foton, ini berarti pelanggaran hukum kekekalan energi dan momentum. Walau demikian, foton maya dapat mentransfer momentum antar dua partikel bermuatan. Yaitu pertukaran foton maya ini yang memproduksi gaya Coulomb.[87] Emisi energi dapat terjadi ketika elektron yang bergerak dibelokkan oleh sebuah partikel bermuatan seperti proton. Percepatan elektron memproduksi pancaran radiasi Bremsstrahlung.[88]

Di sini, Bremsstrahlung diproduksi oleh elektron e yang dibelokkan oleh medan listrik dari konten atom. Perubahan energi E2 − E1 memilihkan frekuensi f foton yang dipancarkan.

Tumbukan lenting selang sebuah foton (cahaya) dengan sebuah elektron bebas sama sekali dinamakan menjadi hamburan Compton. Tumbukan ini memproduksi transfer momentum dan transfer energi antar partikel, yang mengubah panjang gelombang foton sejumlah geseran Compton.[cat 7] Besaran maksimum geseran panjang gelombang ini yaitu h/mec, yang dikenal menjadi panjang gelombang Compton.[89] Untuk sebuah elektron, ini berharga 2,43 × 10−12 m.[60] Apabila panjang gelombang cahayanya panjang (contohnya panjang gelombang cahaya tampak yaitu 0,4–0,7 μm), geseran panjang gelombang menjadi sangat kecil. Interaksi selang cahaya dengan elektron bebas sama sekali seperti ini dinamakan menjadi hamburan Thomson.[90]

Kemampuan relatif interaksi elektromagnetik selang dua partikel bermuatan seperti elektron dengan proton diberikan oleh konstanta bentuk halus. Nilai konstanta ini tidak memiliki dimensi dan merupakan nisbah dua energi: energi elektrostatik tarikan (ataupun tolakan) pada pemisahan satu panjang gelombang Compton dengan energi rihat muatan. Dia berharga α ≈ 7,297353 × 10-3, ataupun anggar-anggar sama dengan 1⁄137.[60]

Ketika elektron dan positron bertinju, keduanya akan memusnahkan satu sama lainnya, memproduksi dua atau lebih sinar foton gama. Jika elektron dan positronnya memiliki momentum yang dapat diabaikan, atom positronium dapat terbentuk semasih belum pemusnahan, memproduksi dua atau tiga foton sinar gama berenergi sebesar 1,022 MeV.[91][92] Di sisi lain, foton berenergi tinggi dapat berubah menjadi elektron dan positron kembali dalam suatu ronde yang dinamakan produksi pasangan, tapi hanya terjadi dengan keberadaan partikel bermuatan di dekatnya, seperti konten atom.[93][94]

Atom dan molekul

Animasi yang menampakkan bagaimana dua atom oksigen berinteraksi membuat bentuk molekul oksigen (O2). Awan merah yang berpendar mewakili orbital elektron tiap-tiap atom. Orbital atom 2s dan 2p atom oksigen awal dapat terlihat bergabung menjadi orbital sigma dan orbital pi, merupakan atom terikat bersama. Orbital 1s tidak bergabung dan dapat terlihat menjadi dua bulatan kecil yang terpisah

Elektron dapat terikat pada konten atom melewati gaya tarik menarik Coulomb. Suatu sistem berelektron jumlah yang terikat pada konten atom dinamakan menjadi atom. Jika jumlah elektron selisih dari muatan listrik konten, atom tersebut dinamakan menjadi ion. Perilaku elektron terikat yang seperti gelombang dideskripsikan menggunakan fungsi matematika yang dinamakan orbital atom. Tiap-tiap orbital atom memiliki satu set bilangan kuantumnya sendiri, yaitu energi, momentum sudut, dan proyeksi momentum sudut. Sama keadaan asas pengecualian Pauli, tiap orbital hanya dapat dikuasai oleh dua elektron, yang wajib selisih dalam bilangan kuantum spinnya.

Elektron dapat berpindah dari satu orbital ke orbital lainnya melewati emisi ataupun absorpsi foton yang energinya pas dengan perbedaan potensial antar orbital.[95] Metode perpindahan orbital lainnya meliputi pertumbukan dengan partikel elektron lain dan efek Auger.[96] Supaya dapat meloloskan diri dari atom, energi elektron haruslah ditingkatkan menjadi lebih energi pengikatannya. Ini terjadi pada efek fotolistrik, di mana foton yang berenergi lebih tinggi dari energi ionisasi atom diresap oleh elektron.[97]

Momentum sudut orbital elektron terkuantisasi. Oleh karena elektron bermuatan, dia memproduksi momen magnetik orbital yang proposional terhadap momentum sudut. Keseluruhan momen magnetik sebuah atom yaitu setera dengan jumlah vektor momen magnetik orbital dan momen magnetik spin keseluruhan elektron dan konten atom. Namun, momen magnetik konten sangatlah kecil dan dapat diabaikan jika dibandingkan dengan elektron. Momen magnetik dari dua elektron yang menempati orbital yang sama (disebut elektron berpasangan) akan saling menghilangkan.[98]

Ikatan kimia antaratom terjadi menjadi dampak dari interaksi elektromagnetik, sebagaimana yang dinyatakan oleh hukum mekanika kuantum.[99] Ikatan yang terkuat terbentuk melewati perkongsian elektron maupun transfer elektron di selang atom-atom, mengizinkan terbentuknya molekul.[8] Dalam molekul, pegerakan elektron dipengaruhi oleh beberapa konten atom dan elektron menempati orbital molekul, sama halnya dengan elektron yang menempati orbital atom pada atom bebas sama sekali.[100] Faktor mendasar pada bentuk molekul yaitu keberadaan pasangan elektron. Kedua elektron yang sepasang memiliki spin yang berlawanan, mengizinkan keduanya menempati orbital molekul yang sama tanpa melanggar asas pengecualian Pauli. Orbital-orbital molekul yang selisih memiliki distribusi spasial rapatan elektron yang selisih pula. Menjadi contohnya, pada elektron sepasang yang terlibat dalam ikatan, elektron dapat ditemukan dengan probabilitas yang tinggi disekitar daerah konten atom tertentu yang ketat, manakala pada elektron sepasang yang tidak terlibat dalam ikatan, dia dapat terdistribusi pada ruang yang lebar di sekitar konten atom.[101]

Konduktivitas

Petir utamanya terdiri dari aliran elektron.[102] Potensial listrik yang diperlukan untuk memproduksi petir dapat diproduksi melewati efek tribolistrik.[103][104]

Jika sebuah benda memiliki elektron yang terlampau banyak atau tidak begitu dari yang diperlukan untuk menyeimbangkan muatan konten atom yang positif, benda tersebut akan memiliki muatan listrik. Ketika terdapat elektron terlampau banyak, benda tersebut diberitahukan bermuatan negatif. Apabila terdapat elektron yang tidak begitu dari jumlah proton dalam konten atom, benda tersebut diberitahukan bermuatan positif. Ketika jumlah elektron dan jumlah proton yaitu sama, muatan keduanya menghilangkan satu sama lainnya dan benda tersebut diberitahukan bermuatan netral. Benda makro dapat menjadi bermuatan listrik melewati penggosokan dan memproduksi efek tribolistrik.[105]

Elektron tunggal yang bergerak dalam vakum diistilahkan menjadi elektron bebas sama sekali. Elektron-elektron dalam logam juga berperilaku seolah-olah bebas sama sekali. Dalam kenyataannya, partikel yang umumnya diistilahkan elektron dalam logam dan padatan lainnya merupakan kuasi-elektron-kuasi-partikel, yang memiliki muatan listrik, spin, dan momen magnetik yang sama dengan elektron asli, tapi bermassa selisih.[106] Ketika elektron bebas sama sekali bergerak dalam vakum ataupun dalam logam, dia akan memproduksi aliran muatan yang dinamakan menjadi arus listrik. Arus listrik ini lalu akan memproduksi medan magnetik. Sebaliknya, arus dapat diciptakan pula dengan mengubah medan magnetik. Interaksi ini dinyatakan secara matematis menggunakan persamaan Maxwell.[107]

Pada suhu tertentu, tiap-tiap material memiliki konduktivitas listrik yang memilihkan nilai arus listriknya ketika potensial listrik dialirkan kepadanya. Contoh benda yang memiliki konduktivitas listrik yang adun (disebut konduktor) contohnya emas dan tembaga, sedangkan gelas dan teflon yaitu konduktor yang buruk. Dalam material dielektrik, elektron tetap terikat pada atom penatanya dan material tersebut berperilaku seperti insulator. Sama adunnya logam memiliki bentuk pita elektronik yang berisi pita elektronik yang terisi beberapa. Keberadaan pita tersebut mengizinkan elektron dalam logam berperilaku seolah-olah bebas sama sekali (elektron terdelokalisasi). Elektron yang terdelokalisasi ini bebas pada atom apapun, sehingga ketika dialiri medan listrik, elektron tersebut akan bergerak bebas sama sekali seperti gas (gas fermi)[108] melewati material tersebut seperti elektron bebas sama sekali.

Oleh karena tumbukan selang elektron dengan atom, kecepatan hanyutan elektron dalam konduktor memiliki kisaran milimeter per detik. Namun, kecepatan rambatan elektron pada umumnya yaitu sekitar 75% kecepatan cahaya.[109] Ini terjadi karena sinyal elektrik merambat menjadi gelombang, yang kecepatannya tergantung dari konstanta dielektrik material atau bahan.[110]

Logam merupakan konduktor panas yang adun, utamanya dikarenakan oleh elektron terdelokalisasi yang bebas sama sekali untuk mentranspor energi termal antaratom. Namun, selisih dengan konduktivitas listrik, konduktivitas termal logam hampir tidak tergantung pada suhu. Konduktivitas termal diekspresikan secara matematis sama keadaan hukum Wiedemann-Franz,[108] yang mengutarakan bahwa rasio konduktivitas termal terhadap konduktivitas listrik berbanding lurus terhadap temperatur. Kebalauan termal dalam kisi logam menaikkan resistivitas listrik material, sehingganya menciptakan arus listrik tergantung pada temperatur.[111]

Ketika didinginkan di bawah temperatur kritis, material dapat melalui transisi fase yang menyebabkannya kehilangan semua resistivitas arus listrik. Hal ini dinamakan superkonduktivitas. Dalam teori BCS, perilaku ini dimodelkan oleh pasangan elektron yang memasuki keadaan kuantum kondensat Bose-Einstein. Pasangan Cooper ini memiliki gerakan yang dikopling oleh materi sekitar via getaran kekisi yang dinamakan fonon, sehingga elektron dapat menghindari tumbukan dengan atom-atom material yang menciptakan hambatan listrik.[112] (Pasangan Cooper memiliki jari-jari sekitar 100 nm, sehingga dapat bertumpang tindih satu sama lain.)[113] Walaupun begitu, mekanisme hal bagaimana superkonduktor temperatur tinggi melakukan pekerjaan sedang belumlah terpecahkan.

Elektron yang tidak kekurangan dalam padatan konduktor, yang sendirinya juga merupakan kuasipartikel, ketika dikungkung secara dekat pada temperatur yang menghampiri nol absolut, akan berperilaku seolah-olah terbelah lebih jauh menjadi dua kuasipartikel: spinon dan holon.[114][115] Spinon memiliki spin dan momen magnetik, sedangkan holon memiliki muatan listrik.

Gerak dan energi

Sama keadaan teori relativitas khusus Einstein, seiring dengan bertambahnya kecepatan elektron menghampiri kecepatan cahaya, massa relativitas elektron akan meningkat sama keadaan pemantau, sehingga menciptakannya semakin sulit mempercepat diri dari kerangka acuan pemantau. Kecepatan elektron dapat menghampiri, tetapi tidak dapat mencapai, kecepatan cahaya dalam vakum senilai c. Namun, ketika elektron yang bergerak menghampiri kecepatan cahaya c dimasukkan ke dalam media dielektrik seperti cairan, kecepatan cahaya lokal secara signifikan tidak begitu dari c, sehingganya elektron bergerak menjadi lebih kecepatan cahaya dalam medium tersebut. Ketika elektron berinteraksi dengan medium tersebut, interaksi ini akan memproduksi pendaran cahaya yang dinamakan radiasi Cherenkov.[116]

Faktor Lorentz menjadi fungsi kecepatan. Dia berasal dari nilai 1 dan menuju ketakterhinggaan seiring dengan v menghampiri c.

Efek relativitas khusus ini didasarkan pada faktor Lorentz, didefinisikan menjadi scriptstylegamma=1/ sqrt{ 1-{v^2}/{c^2} } dengan v yaitu kecepatan partikel. Energi kinetik Ke sebuah elektron yang bergerak dengan kecepatan v adalah:

displaystyle K_e = (gamma - 1)m_e c^2,

dengan me yaitu massa elektron. Menjadi contohnya, pemercepat linear Stanford dapat mempercepat elektron mencapai 51 GeV.[117] Angka memiliki nilai γ sebesar hampir 100.000, karena massa sebuah elektron yaitu 0,51 MeV/c2. Momentum relativistik elektron ini 100.000 kali lebih agung daripada momentum yang diprediksikan oleh mekanika klasik untuk sebuah elektron yang bergerak dengan kecepatan yang sama.[cat 8]

Oleh karena elektron dapat berperilaku seperti gelombang, dia akan memiliki karakteristik panjang gelombang de Broglie. Nilai ini yaitu λe = h/p dengan h yaitu konstanta Planck dan p yaitu momentum.[42] Untuk 51 GeV elektron di atas, panjang gelombangnya yaitu sekitar 2,4 × 10-17 m. Nilai ini cukup kecil untuk menjelajahi bentuk yang lebih kecil dari konten atom.[118]

Perwujudan

Produksi pasangan yang dikarenakan oleh tumbukan foton dengan konten atom

Teori Big Bang merupakan teori ilmiah yang paling lebar diterima menjadi penjelasan atas beragam tahapan awal evolusi dunia semesta.[119] Beberapa milidetik setelah Big Bang, temperatur dunia semesta lebih dari 10 milyar kelvin dan foton memiliki energi rata-rata lebih dari satu juta elektronvolt. Foton ini memiliki energi yang cukup sehingganya dapat bereaksi satu sama lainnya membuat bentuk pasangan elektron dan positron,

gamma + gamma leftrightharpoons mathrm e^{+} + mathrm e^{-},

dengan γ yaitu foton, e+ yaitu positron, dan e− yaitu elektron. Sebaliknya pula, positron-elektron memusnahkan satu sama lainnya dan memancarkan foton berenergi tinggi. Kesetimbangan selang elektron, positron, dan foton terjada selama fase evolusi dunia semesta ini. Setelah 15 detik, temperatur dunia semesta turun di bawah ambang batas yang mengizinkan perwujudan positron-elektron. Elektron dan positron yang tersisa memusnahkan satu sama lain, meloloskan radiasi gama yang memanaskan kembali dunia semesta dalam waktu singkat.[120]

Selama ronde leptogenesis, terdapat jumlah elektron yang lebih jumlah daripada positron. Sampai sekarang, masihlah belum jelas mengapa elektron dapat berjumlah lebih jumlah daripada positron.[121] Sekitar satu dari satu milyar elektron lolos dari ronde pemusnahan. Kelebihan jumlah proton dibandingkan antiproton juga terjadi dalam kondisi asimetri barion, menyebabkan muatan total dunia semesta menjadi nol.[122][123] Proton dan neutron yang tidak musnah lalu mulai berpartisipasi dalam reaksi nukleosintesis, membuat bentuk isotop hidrogen dan helium, serta sekelumit litium. Ronde ini mencapai puncaknya setelah lima menit.[124] Neutron yang tersisa lalu melalui peluruhan beta negatif dengan umur paruh sekitar seribu detik, meloloskan proton dan elektron dalam prosesnya,

mathrm n Rightarrow mathrm p + mathrm e^{-} + ar{mathrm u}_mathrm e,

dengan n yaitu neutron, p yaitu proton dan νe yaitu antineutrino elektron. Selama 300.000-400.000 tahun ke depan, energi elektron yang terlampau banyak sedang sangat kuat sehingganya tidak berikatan dengan konten atom.[125] Setelah itu, periode rekombinasi terjadi, saat atom netral mulai terbentuk dan dunia semesta yang mengembang menjadi transparan terhadap radiasi.[126]

Anggar-anggar satu juta tahun setelah big bang, generasi bintang pertama mulai terbentuk.[126] Dalam bintang, nukleosintesis bintang mengakibatkan perwujudan positron dari penggabungan konten atom. Partikel antimateri ini dengan segera memusnahkan elektron dan meloloskan sinar gama. Oleh sebab itu, terjadi penurunan jumlah elektron yang disertai dengan perkembangan jumlah neutron dengan kuantitas yang sama. Walau demikian, ronde evolusi bintang dapat pula mengakibatkan sintesis isotop-isotop radioaktif. Beberapa isotop tersebut lalu dapat melalui peluruhan beta negatif dan memancarkan elektron dan antineutrino dari konten atom.[127] Salah satu contohnya yaitu isotop kobalt-60 (60Co) yang meluruh menjadi nikel-60 (60Ni).[128]

Hujanan partikel-partikel yang diproduksi oleh tembakan sinar kosmis ke atmosfer Bumi

Pada kesudahan masa kehidupannya, bintang yang bermassa lebih dari 20 massa surya dapat melalui keruntuhan gravitasi dan membuat bentuk lubang hitam.[129] Sama keadaan fisika klasik, objek luar angkasa yang sangat berat ini memproduksi gaya tarik gravitasi yang sangat agung sehingganya tiada benda apapun, termasuk radiasi elektromagnetik, yang dapat lolos dari jari-jari Schwarzschild. Namun, dipercayai bahwa efek mekanika kuantum mengizinkan radiasi Hawking dipancarkan pada jarak ini. Elektron (dan positron) diperkirakan diciptakan di horizon persitiwa lubang hitam.

Ketika pasangan-pasangan partikel maya (seperti elektron dan positron) tercipta disekitar horizon peristiwa, distribusi spasial tanpa pola partikel-partikel ini mengizinkan salah satu partikel timbul pada anggota eksterior; ronde ini dinamakan menjadi penerowongan kuantum. Potensial gravitasi lubang hitam lalu dapat memasok energi yang mengubah partikel maya menjadi partikel nyata, mengizinkannya beradiasi keluar menuju luar angkasa.[130] Menjadi tukarnya, pasangan lainnya akan mendapatkan energi negatif, yang menyebabkan penurunan massa-energi lubang hitam. Laju radiasi Hawking meningkat seiring dengan menurunnya massa, pada selesai akan menyebabkan lubang hitam "menguap" sampai selesai meledak.[131]

Sinar kosmis yaitu partikel-partikel yang bergerak di luar angkasa dengan energi yang tinggi. Energi sebesar 3,0 × 1020 eV telah tercatat.[132] Ketika partikel-partikel ini bertinju dengan nukleon di atmosfer Bumi, hujanan partikel-partikel diproduksi, termasuk pula pion.[133] Lebih dari setengah radiasi kosmis yang terpantau dari permukaan Bumi terdiri dari muon. Partikel ini merupakan sejenis lepton yang diproduksi di atmosfer anggota atas melewati peluruhan pion. Muon, pada gilirannya, dapat meluruh menjadi elektron maupun positron. Oleh karena itu, untuk pion bermuatan negatif π−,[134]

displaystyle mathrm pi^{-} ightarrow mathrm mu^{-} + ar{mathrm u_{mathrm mu}},
displaystyle mathrm mu^{-} ightarrow mathrm e^{-} + ar{mathrm u}_mathrm e +mathrm u_{mathrm mu},

dengan μ− yaitu muon dan νμ yaitu neutrino muon.

Pengawasan

Lebih banyak aurora dikarenakan oleh elektron energetik yang mengendap ke dalam atmosfer.[135]

Pengawasan elektron dari jauh memerlukan alat yang mampu mendeteksi energi radiasi elektron tersebut. Menjadi contohnya, dalam daerah sekitar yang berkaitan dengan berenergi tinggi seperti korona bintang, elektron bebas sama sekali yang mempunyai bentuk plasma meradiasikan energinya oleh karena Bremsstrahlung. Gas elektron dapat melalui osilasi plasma, yang merupakan gelombang yang dikarenakan oleh variasi pada rapatan elektron yang sinkron. Hal ini lalu memproduksi emisi energi yang dapat dideteksi menggunakan teleskop radio.[136]

Frekuensi sebuah foton berbanding lurus dengan energinya. Elektron yang terikat pada konten atom dengan aras energi tertentu akan merembes ataupun memancarkan foton pada frekuensi aras energi tersebut. Contohnya, ketika atom diiradiasi oleh asal energi berspektrum lebar, garis-garis absorpsi tertentu akan timbul pada spektrum radiasi yang ditransmisikan. Tiap-tiap unsur ataupun molekul yang selisih akan menampakkan garis-garis spektrum yang selisih pula. Pengukuran spektroskopi terhadap kemampuan dan lebar garis-garis spektrum ini memungkinkan penentuan komposisi kimia dan sifat fisika suatu zat.[137][138]

Dalam laboratorium, interaksi elektron individu dapat dipantau menggunakan detektor partikel, yang memungkinkan pengukuran sifat-sifat fisika elektron seperti energi, spin, dan muatannya.[97] Dikembangkannya perangkap Paul dan perangkap Penning mengizinkan partikel bermuatan diperangkap ke dalam suatu daerah tertentu untuk masa yang lama. Hal ini mengizinkan pengukuran yang cermat hal sifat dan ciri partikel. Dalam satu percobaan, perangkap Penning dapat memerangkap satu elektron tunggal dalam periode waktu 10 bulan.[139] Momen magnetik elektron yang telah diukur, telah mencapai presisi pengukuran hingga 11 digit. Pada saat itu (1980), pengukuran ini lebih akurat daripada pengukuran konstanta fisika lainnya.[140]

Gambar video pertama yang menampakkan distribusi energi elektron direkam oleh sekelompok ilmuwan di Universitas Lund Swedia pada Februari 2008. Para ilmuwan ini menggunakan kilatan cahaya yang sangat pendek, dinamakan menjadi pulsa attosekon (10-18), mengizinkan gerak elektron dipantau untuk pertama kalinya.[141][142]

Distribusi elektron dalam material padat dapat divisualisasikan menggunakan ARPES (angle resolved photoemission spectroscopy). Teknik ini menggunakan efek fotolistrik untuk mengukur ruang timbal-balik, yaitu suatu representasi bentuk periodik yang dipergunakan untuk menduga bentuk awal material. ARPES dapat dipergunakan untuk memilihkan arah, kecepatan, dan sebaran elektron dalam material.[143]

Aplikasi

Berkas partikel

Selama uji terowongan angin NASA, sebuah model Pesawat ulang-alik ditembakkan hujan elektron untuk mensimulasikan efek gas pengion sewaktu memasuki bumi.[144]

Berkas elektron dipergunakan dalam ronde pengelasan,[145] yang mengizinkan rapatan energi sampai sebesar 107 W·cm−2 diperagakan pada sasaran ketat berdiameter 0,1–1,3 mm dan pada umumnya tidak memerlukan bahan konten. Teknik pengelasan ini wajib diperagakan dalam kondisi vakum, sehingga berkas elektron tidak berinteraksi dengan gas semasih belum mencapai target. Tekni ini dapat dipergunakan untuk menyatukan bahan-bahan konduktif yang tidak sesuai dilas menggunakan teknik pengelasan biasa.[146][147]

Litografi berkas elektron (EBL) merupakan suatu metode pengetsaan semikonduktor dengan resolusi lebih kecil dari satu mikron.[148] Teknik ini berbiaya tinggi, lambat, dan perlu dioperasikan secara vakum dan cenderung mengakibatkan sebaran elektron pada padatan. Oleh karena sebaran ini, resolusinya terbatas pada 10 nm. Oleh karenanya, EBL utamanya dipergunakan pada produksi sejumlah kecil sirkuit terpadu yang terspesialisasi.[149]

Pemrosesan berkas elektron dipergunakan untuk mengiradiasi material supaya sifat-sifat fisikanya berubah ataupun untuk tujuan sterilisasi produk konsumsi dan medis.[150] Dalam terapi radiasi berkas elektron diproduksi oleh pemercepat liner untuk pengobatan tumor superfisial. Oleh karena berkas elektron hanya menembus kedalaman yang terbatas semasih belum diresap, pada umumnya sampai dengan 5 cm untuk elektron berenergi 5–20 MeV, terapi elektron mempunyai manfaatnya untuk mengobati lesi kulit seperti karsinoma sel basal. Berkas elektron dapat dipergunakan untuk mensuplemen perawatan daerah-daerah yang telah diiradiasi oleh sinar-X.[151][152]

Pemercepat partikel menggunakan medan listrik untuk membelokkan elektron dan antipartikelnya mencapai energi tinggi. Oleh karena partikel ini bergerak melewati medan magnetik, dia memancarkan radiasi sinkrotron. Intensitas radiasi ini bergantung pada spin, yang menyebabkan polarisasi berkas elektron (dikenal menjadi efek Sokolov-Ternov). Berkas elektron yang terpolarisasi ini dapat dipergunakan dalam beragam eksperimen. Radiasi sinkotron juga dapat dipergunakan untuk pendinginan berkas elektron, yang menurunkan sebaran momentum partikel. Seketika partikel telah dipercepat sampai pada energi yang dipilihkan, elektron dan positron ditumbukkan. Emisi energi yang diproduksi oleh tumbukan tersebut dipantau menggunakan detektor partikel dan dipelajari dalam fisika partikel.[153]

Pencitraan

Difraksi elektron berenergi rendah (Low-energy electron diffraction) yaitu suatu metode penghujanan bahan-bahan kristalin dengan berkas kolimasi elektron untuk lalu dipantau pola-pola difraksi yang diproduksi untuk memilihkan bentuk material tersebut. Energi yang diperlukan pada umumnya berkisar selang 20–200 eV.[154] Difraksi elektron berenergi tinggi refleksi (reflection high energy electron diffraction) yaitu teknik yang menggunakan refleksi berkas elektron yang ditembakkan pada beragam sudut rendah untuk mengkarakterisasikan permukaan material kritsalin. Energi berkas pada umumnya berkisar selang 8–20 keV dan sudut tembakan yaitu 1–4°.[155][156]

Mikroskop elektron memberi petuah berkas elektron yang difokuskan kepada suatu spesimen. Pada saat berkas berinteraksi dengan spesimen, beberapa elektron berubah sifatnya, contohnya pada arah pergerakan, sudut, energi, dan fase relatif elektron. Dengan mencatat perubahan pada berkas elektron, para ilmuwan dapat memproduksi citra material yang diperbesar tersebut.[157]

Lihat pula

Catatan kaki

  1. ^ Penyebut versi pecahannya merupakan balikan nilai desimal (dengan ketidakpastian standar relatif 4,2 × 10-10).
  2. ^ Muatan elektron yaitu negatif muatan elementer yang memiliki nilai positif untuk proton.
  3. ^ Besaran ini didapatkan dari bilangan kuantum spin menjadi
    egin{alignat}{2} S & = sqrt{s(s + 1)} cdot frac{h}{2pi} & = frac{sqrt{3}}{2} hbar end{alignat}
    untuk bilangan kuantum s = 1⁄2.
    Lihat: Gupta, M. C. (2001). Atomic and Molecular Spectroscopy. New Age Publishers. p. 81. ISBN 8122413005. 
  4. ^ Bohr magneton:
    extstylemu_B=frac{ehbar}{2m_e}.
  5. ^ Jari-jari elektron klasik diturunkan menjadi berikut. Asumsikan bahwa muatan elektron tersebar merata di seluruh volume bola partikel. Oleh karena satu anggota bola tersebut akan mendorong anggota yag lainnya, bola tersebut berisi energi potensial elektrostatik. Energi ini dianggap sama dengan energi rihat elektron, yang dipilihkan melewati teori relativitas khusus (E=mc2).
    Dari teori elektrostatistika, energi potensial suatu bola dengan jari-jari r dan muatan e adalah:
    E_{mathrm p} = frac{e^2}{8pi varepsilon_0 r},
    dengan ε0 yaitu permitivitas vakum. Untuk sebuah elektron dengan massa rihat m0, energi rihatnya yaitu sama dengan:
    extstyle E_{mathrm p} = m_0 c^2,
    dengan c yaitu kecepatan cahaya dalam vakum. Dengan menyamakan kedua persamaan ini dan mencari nilai r, kita akan mendapatkan jari-jari elektron klasik.
    Lihat: Haken, Hermann; Wolf, Hans Christoph; Brewer, W. D. (2005). The Physics of Atoms and Quanta: Introduction to Experiments and Theory. Springer. p. 70. ISBN 3540672745. 
  6. ^ Radiasi yang berasal dari elektron non-relativistik kadang-kadang dinamakan radiasi siklotron.
  7. ^ Perubahan pada panjang gelombang Δλ bergantung pada sudut pentalan θ menjadi berikut
    extstyle Delta lambda = frac{h}{m_ec} (1 - cos heta),
    dengan c yaitu kecepatan cahaya dalam vakum dan me yaitu massa elektron. Lihat Zombeck (2007:393,396).
  8. ^ Dengan mencari kecepatan elektron dan menggunakan pendekatan untuk nilai γ yang agung, kita akan mendapatkan:
    egin{alignat}{2} v & = csqrt{1 - gamma^{-2}} & = 0,999,999,999,95,c. end{alignat}

Referensi

  1. ^ a b c d Dahl (1997:122–185).
  2. ^ a b Eichten, Estia J.; Peskin, Michael E. (1983). "New Tests for Quark and Lepton Substructure". Physical Review Letters 50 (11): 811–814. doi:10.1103/PhysRevLett.50.811. 
  3. ^ a b "CODATA value: proton-electron mass ratio". 2006 CODATA recommended values. National Institute of Standards and Technology. Retrieved 2009-07-18. 
  4. ^ a b c d Curtis, Lorenzo J. (2003). Atomic Structure and Lifetimes: A Conceptual Approach. Cambridge University Press. p. 74. ISBN 0521536359. 
  5. ^ Anastopoulos, Charis (2008). Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics. Princeton University Press. pp. 236–237. ISBN 0691135126. 
  6. ^ a b Arabatzis, Theodore (2006). Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities. University of Chicago Press. pp. 70–74. ISBN 0226024210. 
  7. ^ a b Wilson, Robert (1997). Astronomy Through the Ages: The Story of the Human Attempt to Understand the Universe. CRC Press. p. 138. ISBN 0748407480. 
  8. ^ a b Pauling, Linus C. (1960). The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: an introduction to modern structural chemistry (3rd ed.). Cornell University Press. pp. 4–10. ISBN 0801403332. 
  9. ^ Shipley, Joseph T. (1945). Dictionary of Word Origins. The Philosophical Library. p. 133. 
  10. ^ Baigrie, Brian (2006). Electricity and Magnetism: A Historical Perspective. Greenwood Press. pp. 7–8. ISBN 0-3133-3358-0. 
  11. ^ Keithley, Joseph F. (1999). The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 B.C. to the 1940s. Wiley. ISBN 0-780-31193-0. 
  12. ^ Benjamin Franklin (1706–1790). Science World, from Eric Weisstein's World of Scientific Biography.
  13. ^ The Encyclopedia Americana; a library of universal knowledge. (1918). New York: Encyclopedia Americana Corp.
  14. ^ Farrar, Wilfred V. (1969). "Richard Laming and the Coal-Gas Industry, with His Views on the Structure of Matter". Annals of Science 25: 243–254. doi:10.1080/00033796900200141. 
  15. ^ Barrow, John D. (1983). "Natural Units Before Planck". Royal Astronomical Society Quarterly Journal 24: 24–26. Bibcode:1983QJRAS..24...24B. 
  16. ^ Stoney, George Johnstone (1894). "Of the "Electron," or Atom of Electricity". Philosophical Magazine 38 (5): 418–420. 
  17. ^ Soukhanov, Anne H. ed. (1986). Word Mysteries & Histories. Houghton Mifflin Company. p. 73. ISBN 0-395-40265-4. 
  18. ^ Guralnik, David B. ed. (1970). Webster's New World Dictionary. Prentice-Hall. p. 450. 
  19. ^ Born, Max; Blin-Stoyle, Roger John; Radcliffe, J. M. (1989). Atomic Physics. Courier Dover. p. 26. ISBN 0486659844. 
  20. ^ Dahl (1997:55–58).
  21. ^ DeKosky, Robert (1983). "William Crookes and the quest for absolute vacuum in the 1870s". Annals of Science 40 (1): 1–18. doi:10.1080/00033798300200101. 
  22. ^ a b c Leicester, Henry M. (1971). The Historical Background of Chemistry. Courier Dover Publications. pp. 221–222. ISBN 0486610535. 
  23. ^ Dahl (1997:64–78).
  24. ^ Zeeman, Pieter (1907). "Sir William Crookes, F.R.S.". Nature 77 (1984): 1–3. doi:10.1038/077001a0. 
  25. ^ Dahl (1997:99).
  26. ^ Thomson, J. J. (1906). "Nobel Lecture: Carriers of Negative Electricity". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-08-25. 
  27. ^ Trenn, Thaddeus J. (1976). "Rutherford on the Alpha-Beta-Gamma Classification of Radioactive Rays". Isis 67 (1): 61–75. doi:10.1086/351545. JSTOR 231134. 
  28. ^ Becquerel, Henri (1900). "Déviation du Rayonnement du Radium dans un Champ Électrique". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences 130: 809–815.  (Perancis)
  29. ^ Buchwald and Warwick (2001:90–91).
  30. ^ Myers, William G. (1976). "Becquerel's Discovery of Radioactivity in 1896". Journal of Nuclear Medicine 17 (7): 579–582. PMID 775027. 
  31. ^ Kikoin, Isaak K.; Sominskiĭ, Isaak S. (1961). "Abram Fedorovich Ioffe (on his eightieth birthday)". Soviet Physics Uspekhi 3: 798–809. doi:10.1070/PU1961v003n05ABEH005812.  Original publication in Russian: Кикоин, И.К.; Соминский, М.С. (1960). "Академик А.Ф. Иоффе". Успехи Физических Наук 72 (10): 303–321. 
  32. ^ Millikan, Robert A. (1911). "The Isolation of an Ion, a Precision Measurement of its Charge, and the Correction of Stokes' Law". Physical Review 32 (2): 349–397. doi:10.1103/PhysRevSeriesI.32.349. 
  33. ^ Das Gupta, N. N.; Ghosh, Sanjay K. (1999). "A Report on the Wilson Cloud Chamber and Its Applications in Physics". Reviews of Modern Physics 18: 225–290. doi:10.1103/RevModPhys.18.225. 
  34. ^ a b c Smirnov, Boris M. (2003). Physics of Atoms and Ions. Springer. pp. 14–21. ISBN 038795550X. 
  35. ^ Bohr, Niels (1922). "Nobel Lecture: The Structure of the Atom". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-12-03. 
  36. ^ Lewis, Gilbert N. (1916). "The Atom and the Molecule". Journal of the American Chemical Society 38 (4): 762–786. doi:10.1021/ja02261a002. 
  37. ^ a b Arabatzis, Theodore; Gavroglu, Kostas (1997). "The chemists' electron". European Journal of Physics 18: 150–163. doi:10.1088/0143-0807/18/3/005. 
  38. ^ Langmuir, Irving (1919). "The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules". Journal of the American Chemical Society 41 (6): 868–934. doi:10.1021/ja02227a002. 
  39. ^ Massimi, Michela (2005). Pauli's Exclusion Principle, The Origin and Validation of a Scientific Principle. Cambridge University Press. pp. 7–8. ISBN 0521839114. 
  40. ^ Uhlenbeck, G. E.; Goudsmith, S. (1925). "Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons". Die Naturwissenschaften 13 (47). Bibcode:1925NW.....13..953E.  (Jerman)
  41. ^ Pauli, Wolfgang (1923). "Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes". Zeitschrift für Physik 16 (1): 155–164. doi:10.1007/BF01327386.  (Jerman)
  42. ^ a b de Broglie, Louis (1929). "Nobel Lecture: The Wave Nature of the Electron". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-08-30. 
  43. ^ Falkenburg, Brigitte (2007). Particle Metaphysics: A Critical Account of Subatomic Reality. Springer. p. 85. ISBN 3540337318. 
  44. ^ Davisson, Clinton (1937). "Nobel Lecture: The Discovery of Electron Waves". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-08-30. 
  45. ^ Schrödinger, Erwin (1926). "Quantisierung als Eigenwertproblem". Annalen der Physik 385 (13): 437–490. Bibcode:1926AnP...385..437S. doi:10.1002/andp.19263851302.  (Jerman)
  46. ^ Reed, Bruce Cameron (2007). Quantum Mechanics. Jones & Bartlett Publishers. pp. 275–350. ISBN 0763744514. 
  47. ^ Dirac, Paul A. M. (1928). "The Quantum Theory of the Electron". Proceedings of the Royal Society of London A 117 (778): 610–624. doi:10.1098/rspa.1928.0023. 
  48. ^ Dirac, Paul A. M. (1933). "Nobel Lecture: Theory of Electrons and Positrons". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-11-01. 
  49. ^ Kragh, Helge (2002). Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century. Princeton University Press. p. 132. ISBN 0691095523. 
  50. ^ Gaynor, Frank (1950). Concise Encyclopedia of Atomic Energy. The Philosophical Library. p. 117. 
  51. ^ "The Nobel Prize in Physics 1965". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-11-04. 
  52. ^ Panofsky, Wolfgang K. H. (1997). "The Evolution of Particle Accelerators & Colliders". Stanford University. Retrieved 2008-09-15. 
  53. ^ Elder, F. R.; Gurewitsch, A. M.; Langmuir, R. V.; Pollock, H. C. (1947). "Radiation from Electrons in a Synchrotron". Physical Review 71 (11): 829–830. doi:10.1103/PhysRev.71.829.5. 
  54. ^ Hoddeson, Lillian; Brown, Laurie; Riordan, Michael; Dresden, Max (1997). The Rise of the Standard Model: Particle Physics in the 1960s and 1970s. Cambridge University Press. pp. 25–26. ISBN 0521578167. 
  55. ^ Bernardini, Carlo (2004). "AdA: The First Electron–Positron Collider". Physics in Perspective 6 (2): 156–183. Bibcode:2004PhP.....6..156B. doi:10.1007/s00016-003-0202-y. 
  56. ^ "Testing the Standard Model: The LEP experiments". CERN. 2008. Retrieved 2008-09-15. 
  57. ^ "LEP reaps a final harvest". CERN Courier. 2000. Retrieved 2008-11-01. 
  58. ^ Frampton, Paul H. (2000). "Quarks and Leptons Beyond the Third Generation". Physics Reports 330: 263–348. doi:10.1016/S0370-1573(99)00095-2. 
  59. ^ a b c Raith, Wilhelm; Mulvey, Thomas (2001). Constituents of Matter: Atoms, Molecules, Nuclei and Particles. CRC Press. pp. 777–781. ISBN 0849312027. 
  60. ^ a b c d e f g h The original source for CODATA is:
    Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2006-06-06). "CODATA recommended values of the fundamental physical constants". Reviews of Modern Physics 80: 633–730. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. 
    Individual physical constants from the CODATA are available at:
    "The NIST Reference on Constants, Units and Uncertainty". National Institute of Standards and Technology. Retrieved 2009-01-15. 
  61. ^ Zombeck, Martin V. (2007). Handbook of Space Astronomy and Astrophysics (3rd ed.). Cambridge University Press. p. 14. ISBN 0521782422. 
  62. ^ Murphy, Michael T.; Flambaum, VV; Muller, S; Henkel, C (2008-06-20). "Strong Limit on a Variable Proton-to-Electron Mass Ratio from Molecules in the Distant Universe". Science 320 (5883): 1611–1613. doi:10.1126/science.1156352. PMID 18566280. Retrieved 2008-09-03. 
  63. ^ Zorn, Jens C.; Chamberlain, George E.; Hughes, Vernon W. (1963). "Experimental Limits for the Electron-Proton Charge Difference and for the Charge of the Neutron". Physical Review 129 (6): 2566–2576. doi:10.1103/PhysRev.129.2566. 
  64. ^ a b Odom, B.; Hanneke, D.; D’urso, B.; Gabrielse, G. (2006). "New Measurement of the Electron Magnetic Moment Using a One-Electron Quantum Cyclotron". Physical Review Letters 97: 030801(1–4). doi:10.1103/PhysRevLett.97.030801. 
  65. ^ Anastopoulos, Charis (2008). Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics. Princeton University Press. pp. 261–262. ISBN 0691135126. 
  66. ^ Gabrielse, G.; Hanneke, D.; Kinoshita, T.; Nio, M.; Odom, B. (2006). "New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron g Value and QED". Physical Review Letters 97: 030802(1–4). doi:10.1103/PhysRevLett.97.030802. 
  67. ^ Dehmelt, Hans (1988). "A Single Atomic Particle Forever Floating at Rest in Free Space: New Value for Electron Radius". Physica Scripta T22: 102–110. doi:10.1088/0031-8949/1988/T22/016. 
  68. ^ Meschede, Dieter (2004). Optics, light and lasers: The Practical Approach to Modern Aspects of Photonics and Laser Physics. Wiley-VCH. p. 168. ISBN 3527403647. 
  69. ^ Steinberg, R. I.; Kwiatkowski, K.; Maenhaut, W.; Wall, N. S. (1999). "Experimental test of charge conservation and the stability of the electron". Physical Review D 61 (2): 2582–2586. doi:10.1103/PhysRevD.12.2582. 
  70. ^ Yao, W.-M. (2006). "Review of Particle Physics". Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 33 (1): 77–115. doi:10.1088/0954-3899/33/1/001. 
  71. ^ a b Munowitz, Michael (2005). Knowing, The Nature of Physical Law. Oxford University Press. pp. 162–218. ISBN 0195167376. 
  72. ^ Kane, Gordon (2006-10-09). "Are virtual particles really constantly popping in and out of existence? Or are they merely a mathematical bookkeeping device for quantum mechanics?". Scientific American. Retrieved 2008-09-19. 
  73. ^ Taylor, John (1989). In Davies, Paul. The New Physics. Cambridge University Press. p. 464. ISBN 0521438314. 
  74. ^ a b Genz, Henning (2001). Nothingness: The Science of Empty Space. Da Capo Press. pp. 241–243, 245–247. ISBN 0738206105. 
  75. ^ Gribbin, John (1997-01-25). "More to electrons than meets the eye". New Scientist. Retrieved 2008-09-17. 
  76. ^ Levine, I.; Koltick, D.; Howell, B.; Shibata, E.; Fujimoto, J.; Tauchi, T.; Abe, K.; Abe, T. et al. (1997). "Measurement of the Electromagnetic Coupling at Large Momentum Transfer". Physical Review Letters 78: 424–427. doi:10.1103/PhysRevLett.78.424. 
  77. id="cite_note-82">^ Murayama, Hitoshi (March 10–17, 2006). "Supersymmetry Breaking Made Easy, Viable and Generic". Proceedings of the XLIInd Rencontres de Moriond on Electroweak Interactions and Unified Theories. arXiv:0709.3041. Diakses pada 2008-09-30. —lists a 9% mass difference for an electron that is the size of the Planck distance.
  78. ^ Schwinger, Julian (1948). "On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron". Physical Review 73 (4): 416–417. doi:10.1103/PhysRev.73.416. 
  79. ^ Huang, Kerson (2007). Fundamental Forces of Nature: The Story of Gauge Fields. World Scientific. pp. 123–125. ISBN 9812706453. 
  80. ^ Foldy, Leslie L. (1950). "On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and Its Non-Relativistic Limit". Physical Review 78: 29–36. doi:10.1103/PhysRev.78.29. 
  81. id="cite_note-86">^ Sidharth, Burra G. (2008). "Revisiting Zitterbewegung". International Journal of Theoretical Physics 48: 497–506. doi:10.1007/s10773-008-9825-8. arXiv:0806.0985. Accessdate used without URL
  82. ^ Elliott, Robert S. (1978). "The history of electromagnetics as Hertz would have known it". IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 36 (5): 806–823. doi:10.1109/22.3600. Retrieved 2008-09-22.  A subscription required for access.
  83. ^ Munowitz (2005:140).
  84. ^ Munowitz (2005:160).
  85. id="cite_note-90">^ Mahadevan, Rohan; Narayan, Ramesh; Yi, Insu (1996). "Harmony in Electrons: Cyclotron and Synchrotron Emission by Thermal Electrons in a Magnetic Field". Astrophysical Journal 465: 327–337. doi:10.1086/177422. arXiv:astro-ph/9601073v1. Accessdate used without URL
  86. ^ Rohrlich, Fritz (1999). "The self-force and radiation reaction". American Journal of Physics 68 (12): 1109–1112. doi:10.1119/1.1286430. 
  87. ^ Georgi, Howard (1989). In Davies, Paul. The New Physics. Cambridge University Press. p. 427. ISBN 0521438314. 
  88. ^ Blumenthal, George J. (1970). "Bremsstrahlung, Synchrotron Radiation, and Compton Scattering of High-Energy Electrons Traversing Dilute Gases". Reviews of Modern Physics 42: 237–270. doi:10.1103/RevModPhys.42.237. 
  89. ^ Staff (2008). "The Nobel Prize in Physics 1927". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-09-28. 
  90. ^ Chen, Szu-yuan; Chen, Szu-Yuan; Maksimchuk, Anatoly (1998). "Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering". Nature 396: 653–655. doi:10.1038/25303. 
  91. ^ Beringer, Robert; Montgomery, C. G. (1942). "The Angular Distribution of Positron Annihilation Radiation". Physical Review 61 (5–6): 222–224. doi:10.1103/PhysRev.61.222. 
  92. ^ Wilson, Jerry; Buffa, Anthony (2000). College Physics (4th ed.). Prentice Hall. p. 888. ISBN 0130824445. 
  93. ^ Eichler, Jörg (2005-11-14). "Electron–positron pair production in relativistic ion–atom collisions". Physics Letters A 347 (1–3): 67–72. doi:10.1016/j.physleta.2005.06.105. 
  94. ^ Hubbell, J. H. (2006). "Electron positron pair production by photons: A historical overview". Radiation Physics and Chemistry 75 (6): 614–623. Bibcode:2006RaPC...75..614H. doi:10.1016/j.radphyschem.2005.10.008. 
  95. ^ Mulliken, Robert S. (1967). "Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding". Science 157 (3784): 13–24. doi:10.1126/science.157.3784.13. PMID 5338306. 
  96. ^ Burhop, Eric H. S. (1952). The Auger Effect and Other Radiationless Transitions. New York: Cambridge University Press. pp. 2–3. 
  97. ^ a b Grupen, Claus (June 28 – July 10, 1999). "Physics of Particle Detection". AIP Conference Proceedings, Instrumentation in Elementary Particle Physics, VIII 536: 3–34, Istanbul: Dordrecht, D. Reidel Publishing Company. DOI:10.1063/1.1361756. 
  98. ^ Jiles, David (1998). Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. CRC Press. pp. 280–287. ISBN 0412798603. 
  99. ^ Löwdin, Per Olov; Erkki Brändas, Erkki; Kryachko, Eugene S. (2003). Fundamental World of Quantum Chemistry: A Tribute to the Memory of Per- Olov Löwdin. Springer. pp. 393–394. ISBN 140201290X. 
  100. ^ McQuarrie, Donald Allan; Simon, John Douglas (1997). Physical Chemistry: A Molecular Approach. University Science Books. pp. 325–361. ISBN 0935702997. 
  101. ^ Daudel, R.; Bader, R.F.W.; Stephens, M.E.; Borrett, D.S. (1973-10-11). "The Electron Pair in Chemistry". Canadian Journal of Chemistry 52: 1310–1320. doi:10.1139/v74-201. Retrieved 2008-10-12. 
  102. ^ Rakov, Vladimir A.; Uman, Martin A. (2007). Lightning: Physics and Effects. Cambridge University Press. p. 4. ISBN 0521035414. 
  103. ^ Freeman, Gordon R. (1999). "Triboelectricity and some associated phenomena". Materials science and technology 15 (12): 1454–1458. 
  104. ^ Forward, Keith M.; Lacks, Daniel J.; Sankaran, R. Mohan (2009). "Methodology for studying particle–particle triboelectrification in granular materials". Journal of Electrostatics 67 (2–3): 178–183. doi:10.1016/j.elstat.2008.12.002. 
  105. ^ Weinberg, Steven (2003). The Discovery of Subatomic Particles. Cambridge University Press. pp. 15–16. ISBN 052182351X. 
  106. ^ Lou, Liang-fu (2003). Introduction to phonons and electrons. World Scientific. pp. 162,164. ISBN 9789812384614. 
  107. ^ Guru, Bhag S.; Hızıroğlu, Hüseyin R. (2004). Electromagnetic Field Theory. Cambridge University Press. pp. 138, 276. ISBN 0521830168. 
  108. ^ a b Ziman, J. M. (2001). Electrons and Phonons: The Theory of Transport Phenomena in Solids. Oxford University Press. p. 260. ISBN 0198507798. 
  109. ^ Main, Peter (1993-06-12). "When electrons go with the flow: Remove the obstacles that create electrical resistance, and you get ballistic electrons and a quantum surprise". New Scientist 1887: 30. Retrieved 2008-10-09. 
  110. ^ Blackwell, Glenn R. (2000). The Electronic Packaging Handbook. CRC Press. pp. 6.39–6.40. ISBN 0849385911. 
  111. ^ Durrant, Alan (2000). Quantum Physics of Matter: The Physical World. CRC Press. p. http://books.google.com/books?id=F0JmHRkJHiUC&pg=PA43Bad page specification here. ISBN 0750307218. 
  112. ^ Staff (2008). "The Nobel Prize in Physics 1972". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-10-13. 
  113. id="cite_note-120">^ Kadin, Alan M. (2007). "Spatial Structure of the Cooper Pair". Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 20 (4): 285–292. doi:10.1007/s10948-006-0198-z. arXiv:cond-mat/0510279. Accessdate used without URL
  114. ^ "Discovery About Behavior Of Building Block Of Nature Could Lead To Computer Revolution". ScienceDaily.com. 2009-07-31. Retrieved 2009-08-01. 
  115. ^ Jompol, Yodchay; Ford, CJ; Griffiths, JP; Farrer, I; Jones, GA; Anderson, D; Ritchie, DA; Silk, TW et al. (2009-07-31). "Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid". Science 325 (5940): 597–601. doi:10.1126/science.1171769. PMID 19644117. Retrieved 2009-08-01. 
  116. ^ Staff (2008). "The Nobel Prize in Physics 1958, for the discovery and the interpretation of the Cherenkov effect". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-09-25. 
  117. ^ Staff (2008-08-26). "Special Relativity". Stanford Linear Accelerator Center. Retrieved 2008-09-25. 
  118. ^ Adams, Steve (2000). Frontiers: Twentieth Century Physics. CRC Press. p. 215. ISBN 0748408401. 
  119. ^ Lurquin, Paul F. (2003). The Origins of Life and the Universe. Columbia University Press. p. 2. ISBN 0231126557. 
  120. ^ Silk, Joseph (2000). The Big Bang: The Creation and Evolution of the Universe (3rd ed.). Macmillan. pp. 110–112, 134–137. ISBN 080507256X. 
  121. ^ Christianto, Vic (2007). "Thirty Unsolved Problems in the Physics of Elementary Particles" (PDF). Progress in Physics 4: 112–114. Retrieved 2008-09-04. 
  122. ^ Kolb, Edward W. (1980-04-07). "The Development of Baryon Asymmetry in the Early Universe". Physics Letters B 91 (2): 217–221. doi:10.1016/0370-2693(80)90435-9. 
  123. ^ Sather, Eric (Spring/Summer 1996). "The Mystery of Matter Asymmetry" (PDF). Beam Line. University of Stanford. Retrieved 2008-11-01. 
  124. id="cite_note-132">^ Burles, Scott; Nollett, Kenneth M.; Turner, Michael S. (1999-03-19). "Big-Bang Nucleosynthesis: Linking Inner Space and Outer Space". arXiv, University of Chicago. arXiv:astro-ph/9903300. No URL on cite web, accessdate used without URL
  125. ^ Boesgaard, A. M.; Steigman, G (1985). "Big bang nucleosynthesis – Theories and observations". Annual review of astronomy and astrophysics 23 (2): 319–378. doi:10.1146/annurev.aa.23.090185.001535. Retrieved 2008-08-28. 
  126. ^ a b Barkana, Rennan (2006-08-18). "The First Stars in the Universe and Cosmic Reionization". Science 313 (5789): 931–934. doi:10.1126/science.1125644. PMID 16917052. Retrieved 2008-11-01. 
  127. ^ Burbidge, E. Margaret; Burbidge, G. R.; Fowler, William A.; Hoyle, F. (1957). "Synthesis of Elements in Stars". Reviews of Modern Physics 29 (4): 548–647. doi:10.1103/RevModPhys.29.547. 
  128. ^ Rodberg, L. S.; Weisskopf, VF (1957). "Fall of Parity: Recent Discoveries Related to Symmetry of Laws of Nature". Science 125 (3249): 627–633. doi:10.1126/science.125.3249.627. PMID 17810563. 
  129. ^ Fryer, Chris L. (1999). "Mass Limits For Black Hole Formation". The Astrophysical Journal 522 (1): 413–418. Bibcode:1999ApJ...522..413F. doi:10.1086/307647. 
  130. ^ Parikh, Maulik K.; Wilczek, F (2000). "Hawking Radiation As Tunneling". Physical Review Letters 85 (24): 5042–5045. doi:10.1103/PhysRevLett.85.5042. PMID 11102182. 
  131. ^ Hawking, S. W. (1974-03-01). "Black hole explosions?". Nature 248: 30–31. doi:10.1038/248030a0. 
  132. ^ Halzen, F.; Hooper, Dan (2002). "High-energy neutrino astronomy: the cosmic ray connection". Reports on Progress in Physics 66: 1025–1078. doi:10.1088/0034-4885/65/7/201. Retrieved 2008-08-28. 
  133. ^ Ziegler, James F. "Terrestrial cosmic ray intensities". IBM Journal of Research and Development 42 (1): 117–139. doi:10.1147/rd.421.0117. 
  134. ^ Sutton, Christine (1990-08-04). "Muons, pions and other strange particles". New Scientist. Retrieved 2008-08-28. 
  135. ^ Wolpert, Stuart (2008-07-24). "Scientists solve 30-year-old aurora borealis mystery". University of California. Retrieved 2008-10-11. 
  136. ^ Gurnett, Donald A.; Anderson, RR (1976-12-10). "Electron Plasma Oscillations Associated with Type III Radio Bursts". Science 194 (4270): 1159–1162. doi:10.1126/science.194.4270.1159. PMID 17790910. 
  137. ^ Martin, W. C.; Wiese, W. L. (2007). "Atomic Spectroscopy: A Compendium of Basic Ideas, Notation, Data, and Formulas". National Institute of Standards and Technology. Retrieved 2007-01-08. 
  138. ^ Fowles, Grant R. (1989). Introduction to Modern Optics. Courier Dover Publications. pp. 227–233. ISBN 0486659577. 
  139. ^ Staff (2008). "The Nobel Prize in Physics 1989". The Nobel Foundation. Retrieved 2008-09-24. 
  140. ^ Ekstrom, Philip (1980). "The isolated Electron" (PDF). Scientific American 243 (2): 91–101. Retrieved 2008-09-24. 
  141. ^ Mauritsson, Johan. "Electron filmed for the first time ever" (PDF). Lunds Universitet. Retrieved 2008-09-17. 
  142. ^ Mauritsson, J.; Johnsson, P.; Mansten, E.; Swoboda, M.; Ruchon, T.; L’huillier, A.; Schafer, K. J. (2008). "Coherent Electron Scattering Captured by an Attosecond Quantum Stroboscope" (pdf). Physical Review Letters 100: 073003. doi:10.1103/PhysRevLett.100.073003. 
  143. ^ Damascelli, Andrea (2004). "Probing the Electronic Structure of Complex Systems by ARPES". Physica Scripta T109: 61–74. doi:10.1238/Physica.Topical.109a00061. 
  144. ^ Staff (1975-04-14). "Image # L-1975-02972". Langley Research Center, NASA. Retrieved 2008-09-20. 
  145. ^ Elmer, John (2008-03-03). "Standardizing the Art of Electron-Beam Welding". Lawrence Livermore National Laboratory. Retrieved 2008-10-16. 
  146. ^ Schultz, Helmut (1993). Electron Beam Welding. Woodhead Publishing. pp. 2–3. ISBN 1855730502. 
  147. ^ Benedict, Gary F. (1987). Nontraditional Manufacturing Processes. Manufacturing engineering and materials processing 19. CRC Press. p. 273. ISBN 0824773527. 
  148. ^ Ozdemir, Faik S. (June 25–27, 1979). "Electron beam lithography". Proceedings of the 16th Conference on Design automation: 383–391, San Diego, CA, USA: IEEE Press. Diakses pada 2008-10-16. 
  149. ^ Madou, Marc J. (2002). Fundamentals of Microfabrication: the Science of Miniaturization (2nd ed.). CRC Press. pp. 53–54. ISBN 0849308267. 
  150. ^ Jongen, Yves; Herer, Arnold (May 2–5, 1996). "Electron Beam Scanning in Industrial Applications". APS/AAPT Joint Meeting, American Physical Society. Diakses pada 2008-10-16. 
  151. ^ Beddar, A. S. (2001). "Mobile linear accelerators for intraoperative radiation therapy". AORN Journal 74: 700. doi:10.1016/S0001-2092(06)61769-9. Retrieved 2008-10-26. 
  152. ^ Gazda, Michael J.; Coia, Lawrence R. (2007-06-01). "Principles of Radiation Therapy". Cancer Network. Retrieved 2008-10-26. 
  153. ^ Chao, Alexander W.; Tigner, Maury (1999). Handbook of Accelerator Physics and Engineering. World Scientific Publishing Company. pp. 155, 188. ISBN 9810235003. 
  154. ^ Oura, K.; Lifshifts, V. G.; Saranin, A. A.; Zotov, A. V.; Katayama, M. (2003). Surface Science: An Introduction. Springer-Verlag. pp. 1–45. ISBN 3540005455. 
  155. ^ Ichimiya, Ayahiko; Cohen, Philip I. (2004). Reflection High-energy Electron Diffraction. Cambridge University Press. p. 1. ISBN 0521453739. 
  156. ^ Heppell, T. A. (1967). "A combined low energy and reflection high energy electron diffraction apparatus". Journal of Scientific Instruments 44: 686–688. doi:10.1088/0950-7671/44/9/311. 
  157. ^ McMullan, D. (1993). "Scanning Electron Microscopy: 1928–1965". University of Cambridge. Retrieved 2009-03-23. 

Pranala luar

  • "The Discovery of the Electron". American Institute of Physics, Center for History of Physics. 
  • "Particle Data Group". University of California. 
  • Bock, R.K.; Vasilescu, A. (1998). The Particle Detector BriefBook (14th ed.). Springer. ISBN 3-540-64120-3. 


Asal :
pasar.kucing.biz, wiki.edunitas.com, id.wikipedia.org, diskusi.biz, dsb-nya.
  Chat WhatsApp
Toll-free service
0800 1234 000
▨ Download Brochures / Catalogs
▨ Job Opportunities
▨ Sundry Dialogue
▨ Postgraduate School Program
eduNitas.com
HOME
International Web
 ✽ Aceh Timur
 ✽ Bandar Lampung
 ✽ Indonesia
 ✽ Mahabharata
 ✽ Mongolia
 ✽ Movies
 ✽ National Hero
 ✽ Palau
 ✽ Physics
 ✽ Province
 ✽ Sports
Site
Employee School Program
UNKRIS Jakarta
Online Registration
Profile UNKRIS Jakarta
New Student Admission
Study Program
Postgraduate (MM, S2)
Career Prospects
UNKRIS Jakarta web list
Graduate Program Web
Main Websites
▨ Sundry Sponsored
▨ Online Registration
▨ Relief Money Study Submission
▨ Online College in the Best 168 PTS
▨ Tuition free of charge Program
▨ Entrepreneur Class Program
▨ Regular Morning Tuition Program
▨ Regular Night Lecture
▨ Online Try Out Platform
▨ Prayer Times
▨ Qur'an Online
▨ Guide book
▨ Psychological Test Questions
▨ Article
_