Παρασκευή, 4 Ιανουαρίου 2013

Ηλεκτρόνιο

http://vstatic.doldigital.net/vimawebstatic/4F29AD07FD18F4F88AF752E4B9C75BB6.jpg 
Το ηλεκτρόνιο είναι ένα από τα θεμελιώδη υποατομικά σωματίδια της ύλης, το οποίο φέρει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Είναι λεπτόνιο με σπιν 1/2 και μάζα 1,836 × 103 φορές μικρότερη από το πρωτόνιο.
Τα ηλεκτρόνια μαζί με τους ατομικούς πυρήνες σχηματίζουν τα άτομα. Τα ηλεκτρόνια μπορεί να θεωρηθεί πως περιστρέφονται ταχύτατα γύρω από τον πυρήνα των ατόμων σε συγκεκριμένες, ομοεστιακές και μη συμπίπτουσες ενεργειακές τροχιές, τις στοιβάδες, όπως περίπου οι πλανήτες σε ένα ηλιακό σύστημα. Ο εκάστοτε αριθμός και η διάταξη των ηλεκτρονίων στις ατομικές ενεργειακές στοιβάδες καθορίζουν τις χημικές ιδιότητες των στοιχείων, ενώ η παγίδευσή τους σε τροχιές γύρω από πυρήνες και γειτονικών ατόμων, σε επιτρεπόμενες στοιβάδες, δημιουργεί τους χημικούς δεσμούς.
Σήμερα δεν θεωρείται πως τα ηλεκτρόνια περιφέρονται πραγματικά στις τροχιές που καθορίζουν ενεργειακά οι στοιβάδες αλλά πως βρίσκονται σε θέσεις που δεν είναι δυνατό να είναι απόλυτα γνωστές και έχουν σχήμα νέφους πιθανοτήτων. Ακόμα και στην περίπτωση που έχουμε ένα ηλεκτρόνιο γύρω από ένα πρωτόνιο, (δηλαδή σε ένα άτομο υδρογόνου), το ηλεκτρόνιο περιγράφεται ως ένα νέφος γύρω από τον πυρήνα που είναι πιο πυκνό κοντά στην απόσταση της στοιβάδας που του αναλογεί ενεργειακά.

Η ροή ηλεκτρονίων μέσω αγωγού δημιουργεί το ηλεκτρικό ρεύμα.

Η πιο ακριβής, μέχρι στιγμής, μέτρηση του σχήματος του ηλεκτρονίου έδειξε ότι είναι σχεδόν τέλεια σφαιρικό- και όχι ωοειδές- και μάλλον είναι μακράν η πιο τέλεια σφαίρα του Σύμπαντος! Οι ερευνητές, με επικεφαλής τους  J.J. Hudson και E.A. Hinds του Τμήματος Φυσικής του Imperial College του Λονδίνου, εκτιμούν ότι μια μικροσκοπική διαφορά (μόλις 1.0 x 10-29 m ή λιγότερο από το ένα δισεκατομμυριοστό του ενός δισεκατομμυ-ριοστού του ενός δισεκατομμυριοστού του ενός εκατοστόμετρου) εμποδίζει το ηλεκτρόνιο από το να είναι ολοστρόγγυλο. Έτσι, αν το ηλεκτρόνιο είχε το μέγεθος του ηλιακού συστήματος (λέμε τώρα...), το σχήμα του θα απέκλινε από την τέλεια σφαίρα, όσο το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας!Οι ερευνητές τόνισαν ότι οι νέες μετρήσεις του ηλεκτρονίου, που πήραν πάνω από μια δεκαετία, δεν αποκλείουν την πιθανότητα της υπερσυμμετρίας, αλλά δεν την στηρίζουν κιόλας ως θεωρία.Σύμφωνα με τον καθηγητή Ε. Hinds «με βάση τα όσα ξέρουμε από το Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής έχουμε μάθει να "βλέπουμε" το ηλεκτρόνιο σαν μια αρνητικά φορτισμένη σφαίρα που κινείται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου. Το Καθιερωμένο Μοντέλο όμως αδυνατεί να εξηγήσει ορισμένα φαινόμενα του Σύμπαντος. Γι’ αυτό ορισμένες θεωρίες, όπως η υπερσυμμετρία, έχουν έλθει να συμπληρώσουν τα κενά προσθέτοντας γύρω του ένα "νέφος" από θεωρητικά σωματίδια.Η ύπαρξη όμως αυτών των σωματιδίων θα πρέπει να χαλάει την τέλεια στρογγυλάδα του ηλεκτρονίου: το σχήμα του αντί για απόλυτα σφαιρικό θα πρέπει να είναι ελαφρώς πεπλατυσμένο στους πόλους, όπως αυτό της Γης». Και «αυτό που κάναμε εμείς ήταν να σχεδιάσουμε ένα πείραμα για να ελέγξουμε αυτό το ενδεχόμενο με ένα πολύ, πολύ υψηλό βαθμό ακριβεία.Τα αποτελέσματα του πειράματος δεν εμφάνισαν ωστόσο καμία τέτοια ένδειξη, αφού δεν εντόπισαν σχεδόν ούτε ένα ψεγάδι στη σφαίρα του ηλεκτρονίου». Ο καθηγητής Ε. Hinds  και οι συνεργάτες του επεξεργάζονται την τελειοποίηση των μεθόδων τους και την επιστροφή τους με ένα νέο πείραμα δεκαπλάσιας ακρίβειας εντός της επόμενης πενταετίας. Ο απώτερος στόχος πάντως είναι μια ακρίβεια 100 φορές μεγαλύτερη από αυτή που προσφέρουν τα σύγχρονα μέσα.Από την άλλη, ο J.Hudson δήλωσε ότι μέσα στην επόμενη πενταετία θα καταστεί δυνατό να τετραπλασιαστεί η ακρίβεια των μετρήσεων, οπότε θα ξεκαθαριστεί οριστικά η βασιμότητα των θεωριών της υπερσυμμετρίας, σε συνδυασμό και με τα αναμενόμενα αποτελέσματα του επιταχυντή LHC του CERN.