Elektronit

Elektronit ovat atomin rakennusosia sekä perusosaketta, joiden varaus on negatiivinen. Ne ovat leptonien ryhmään kuuluvia alkeishiukkasia. Elektronilla on massa noin 9,11 × 10^-31 kilogrammaa ja varaus −1e, jossa e on elementaarinen varaus. Spin on 1/2. Elektronit osallistuvat sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen ja ne liittyvät vahvemmin kuin heikosti, mutta ne eivät ole vahvan vuorovaikutuksen kantajia.

Elektronit sijaitsevat atomin sisällä elektronikuorissa ja elektronipilvessä; niiden energiatilat määrittävät, miten atomit sitoutuvat toisiinsa. Kemialliset sidokset syntyvät, kun elektronit jakautuvat ja siirtyvät atomien välillä. Vapaat elektronit ovat sähkövirran kantajia monissa materiaaleissa, ja niiden liikkuvuus sekä energiatilat määrittelevät metallien johtavuuden sekä puolijohteiden toiminnan.

Elektronit ovat kvanttihiukkasia, joita kuvataan sekä hiukkasen että aallon tavoin. Niiden tilat voidaan kuvata kvanttilukujen, orbitalien ja spinin avulla. Standard Modelin mukaan elektronit ovat perusfermitoneja (leptoneja), ja niiden pääasiallinen vuorovaikutus on elektromagneettinen; ne osallistuvat heikosti joidenkin prosessien kautta heikkoon vuorovaikutukseen, mutta vaikuttavat merkittävästi sähkömagneettisissa vuorovaikutuksissa ja kemiallisessa kemiassa.

Historiaan liittyen elektronin löysi vuonna 1897 J. J. Thomson katodisäteilyn tutkimuksissa, mikä osoitti hiukkanenkoon sekä negatiivisen varauksen. Massan ja varauksen suhteen mittaukset osoittivat elektronin pieneksi ja negatiivisesti varautuneeksi. Positroni, elektronin antipartikkeli, havaittiin vuonna 1932 Carl D. Andersonin tutkimuksissa. Nykyään elektronit ovat keskeisiä sekä teoreettisessa fysiikassa että käytännön sovelluksissa, kuten elektroniikassa, kemiallisessa sidoksissa ja energiantuotannossa.