Electrón - Wikipedia, la enciclopedia libre

ELECTRÓN

El electrón (del griego ἤλεκτρον, ámbar), comúnmente representado por el símbolo: e⁻, es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto únicamente de protones y neutrones.

Historia y descubrimiento

La existencia del electrón fue postulada por el físico irlandés G. Johnstone Stoney como una unidad de carga en el campo de laelectroquímica, y fue descubierto por Joseph John Thomson en 1897 en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.¹

Clasificación

El electrón es un tipo de partícula subatómica denominada leptón, y parece ser una de las partículas fundamentales (es decir, que no puede ser dividida en constituyentes más pequeños) de acuerdo con el modelo estándar de partículas.

Como para cualquier partícula subatómica, la mecánica cuántica predice un comportamiento ondulatorio de los electrones en ciertos casos, el más famoso de los cuales es elexperimento de Young de la doble rendija en el que se pueden hacer interferir ondas de electrones. Esta propiedad se denomina dualidad onda corpúsculo.

Propiedades

Los electrones y los positrones pueden aniquilarse mutuamente produciendo un fotón. De manera inversa, un fotón de alta energía puede transformarse en un electrón y un positrón.

En la vida cotidiana

La corriente eléctrica que suministra energía a nuestros hogares está originada por electrones en movimiento. El tubo de rayos catódicos de un televisor se basa en un haz de electrones en el vacío desviado mediante campos magnéticos que impacta en una pantalla fluorescente. Los semiconductores utilizados en dispositivos tales como los transistores

En la industria y el laboratorio

El microscopio electrónico, que utiliza haces de electrones en lugar de fotones, permite ampliar hasta 500.000 veces los objetos. Los efectos cuánticos del electrón son la base del microscopio de efecto túnel, que permite estudiar la materia a escala atómica. Los haces de electrones se utilizan en soldaduras.

los electrones y la teoria

En la teoría relativista el electrón se consideró una partícula cuasipuntual, ya que la consideración de que fuera puntual conducía a diversas singularidades. La teoría del radio clásico del eléctrón trataba de explicar la masa del electrón como un efecto inercial de la energía contenida en el campo gravitatorio del electrón. Dicho radio es una cantidad finita de difícil interpretación, si el electrón no es puntual entonces cuando es acelerado en un campo electromagnético unas partes del electrón debían ser aceleradas en mayor proporción que otras, o empezar a moverse antes, lo cual sugería que la forma del electrón debía cambiar, pero entonces la idea de interpretar la masa como asociada al campo no funcionaba bien. Esa y otras inconsistencias como el efecto de influencia causal del futuro en la expresión de la fuerza⁵ revelaron que los modelos no-cuánticos del electrón eran inadecuados.

En la mecánica cuántica, un electrón en un campo electromagnético es descrito por la ecuación de Dirac, mientras que el comportamiento colectivo de los electrones viene descrito por la estadística de Fermi-Dirac. En el modelo estándar de la física de partículas forma un doblete con el neutrino, dado que ambos interaccionan de forma débil. En la naturaleza existen además otros dos "electrones masivos", el muón y el tauón, con propiedades similares al mismo aunque sin embargo son partículas diferentes, que tienen una corta existencia y se desintegran muy rápidamente.

El equivalente al electrón en la antimateria, su antipartícula, es el positrón, que tiene la misma cantidad de carga eléctrica que el electrón pero positiva. El espín y la masa son iguales en el electrón y el positrón. Cuando un electrón y un positrón colisionan, tiene lugar la aniquilación mutua, originándose dos fotones de rayos gamma con una energía de 0,500 MeVcada uno.

Los electrones son un elemento clave en el electromagnetismo, una teoría que es adecuada desde un punto de vista clásico, aplicable a sistemas macroscópicos.