La historia y el descubrimiento del electrón

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Electrón

Para otros usos de este término, véase Electrón (desambiguación).

Electrón e−

La naturaleza de partícula del electrón se demostró por primera vez con un tubo de Crookes. En esta ilustración, un haz de electrones proyecta el perfil en forma de cruz del objetivo contra la cara del tubo.1

Clasificación Partículas elementales2

Familia Fermión

Grupo Leptón

Generación Primera

Interacción Gravedad,

Electromagnetismo,

Nuclear débil

Símbolo(s) e−

Antipartícula Positrón

Teorizada Richard Laming (1838–1851),3

G. Johnstone Stoney (1874) y otros.4 5

Descubierta J. J. Thomson (1897)6

Masa 9,109 382 91(40)×10−31 kg7

5,485 799 094 6(22)×10−4 uma8

0,510998928(11) MeV/c2 9

1822.8884845 (14)−1 unota 1

Carga eléctrica −1 e

−1.602 176 565(35)×10−19 C10 nota 2

Momento magnético −1.00115965218111 μB11

Carga de color -

Espín ± 1/2

El electrón (del griego clásico ἤλεκτρον, ámbar), comúnmente representado por el símbolo: e−, es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa.12 Un electrón no tiene componentes o subestructura conocidos, en otras palabras, generalmente se define como una partícula elemental.2 Tiene una masa que es aproximadamente 1836 veces menor con respecto a la del protón.13 El momento angular (espín) intrínseco del electrón es un valor semientero en unidades de ħ, lo que significa que es un fermión. Su antipartícula es denominada positrón: es idéntica excepto por el hecho de que tiene cargas —entre ellas, la eléctrica— de signo opuesto. Cuando un electrón colisiona con un positrón, las dos partículas pueden resultar totalmente aniquiladas y producir fotones de rayos gamma.

Los electrones, que pertenecen a la primera generación de la familia de partículas de los leptones,14 participan en las interacciones fundamentales, tales como la gravedad, el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil.15 Como toda la materia, posee propiedades mecánico-cuánticas tanto de partículas como de ondas, de tal manera que pueden colisionar con otras partículas y pueden ser difractadas como la luz. Esta dualidad se demuestra de una mejor manera en experimentos con electrones a causa de su ínfima masa. Como los electrones son fermiones, dos de ellos no pueden ocupar el mismo estado cuántico, según el principio de exclusión de Pauli.14

El concepto de una cantidad indivisible de carga eléctrica fue teorizado para explicar las propiedades químicas de los átomos, el primero en trabajarlo fue el filósofo naturalista británico Richard Laming en 1838.4 El nombre electrón para esta carga fue introducido el 1894 por el físico irlandés George Johnstone Stoney. Sin embargo, el electrón no fue identificado como una partícula hasta 1897 por Joseph John Thomson y su equipo de físicos británicos.6 16 17

En muchos fenómenos físicos —tales como la electricidad, el magnetismo o la conductividad térmica— los electrones tienen un papel esencial. Un electrón que se mueve en relación a un observador genera un campo eléctrico y es desviado por campos magnéticos externos. Cuando se acelera un electrón, puede absorber o radiar energía en forma de fotones. Los electrones, junto con núcleos atómicos formados de protones y neutrones, conforman los átomos, sin embargo, los electrones contribuyen con menos de un 0,06% a la masa total de los mismos. La misma fuerza de Coulomb, que causa la atracción entre protones y electrones, también hace que los electrones queden enlazados. El intercambio o compartición de electrones entre dos o más átomos es la causa principal del enlace químico.18 Los electrones pueden ser creados mediante la desintegración beta de isótopos radiactivos y en colisiones de alta energía como, por ejemplo, la entrada de un rayo cósmico en la atmósfera. Por otra parte, pueden ser destruidos por aniquilación con positrones, y pueden ser absorbidos durante la nucleosíntesis estelar. Existen instrumentos de laboratorio capaces de contener y observar electrones individuales así como plasma de electrones, además, algunos telescopios pueden detectar plasma de electrones en el espacio exterior. Los electrones tienen muchas aplicaciones, entre ellas la electrónica, la soldadura, los tubos de rayos catódicos, los microscopios electrónicos, la radioterapia, los láseres, los detectores de ionización gaseosa y los aceleradores de partículas.

Índice [ocultar]

1 Historia y descubrimiento

1.1 Descubrimiento

1.2 Teoría atómica

1.3 Mecánica cuántica

1.4 Aceleradores de partículas

1.5 Confinamiento de electrones individuales

2 Características

2.1 Clasificación

2.2 Propiedades fundamentales

2.3 Propiedades cuánticas

2.4 Partículas virtuales

2.5 Interacción

2.6 Átomos y moléculas

2.7 Conductividad

2.8 Movimiento y energía

3 Formación

4 Observación

5 Aplicaciones del plasma

5.1 Haces de partículas

5.2 Creación de imágenes

5.3

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