Elettrone e Claudio Francesco Beaumont: differenze tra le pagine

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{{Bio

{{Infobox particella

|Nome = Claudio Francesco

|bgcolour =

|Cognome = Beaumont

|nome = Elettrone

|Sesso = M

|immagine =Crookes_tube-in_use-lateral_view-standing_cross_prPNr°11.jpg

|LuogoNascita = Torino

|didascalia = L'esperimento con il [[tubo di Crookes]] è stato il primo a dimostrare l'esistenza dell'elettrone

|GiornoMeseNascita = 4 luglio

|composizione = [[Particella elementare]]

|AnnoNascita = 1694

|famiglia = [[Fermione]]

|LuogoMorte = Torino

|gruppo = [[Leptone]]

|GiornoMeseMorte = 21 giugno

|generazione = Prima

|AnnoMorte = 1766

|interazione = [[Gravità|gravitazionale]], [[Interazione elettromagnetica|elettromagnetica]] e [[Interazione debole|debole]]

|Epoca = 1700

|antiparticella = [[Positrone]]

|Attività = pittore

|teorizzata = [[G. Johnstone Stoney]] ([[1874]])

|Nazionalità = italiano

|scoperta = [[J.J. Thomson]] ([[1897]])

|simbolo = e⁻, β⁻

|massa = {{M|9,109 382 6(16)|e=-31|k|grammo}}<ref>Tutte le masse sono valori del [[Committee on Data for Science and Technology|CODATA]] accessibili tramite la pagina del NIST sulla [http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Results?search_for=electron+mass ''massa dell'elettrone'']. La versione frazionaria è l'inverso del valore decimale (con un'incertezza di 4,4&nbsp;×&nbsp;10⁻¹⁰)</ref>

{{M|5,485 899 094 5(24)|e=−4|-|u}}

¹⁄_{1822,888&nbsp;4849(8)}&nbsp;[[Unità di massa atomica|u]]

{{M|0,510 998 918(44)|M|eV/c^2}}

| carica_elettrica = {{M|−1,602 176 53(14)|e=−19|-|C}}<ref>La carica dell'elettrone è il negativo della [[carica elementare]] (che è la carica positiva del protone). Valori del [[Committee on Data for Science and Technology|CODATA]] accessibili tramite il NIST alla pagina [http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?e|search_for=electron+charge ''carica elementare'']</ref>

| spin = ½

}}

[[File:Allégorie de la Peinture-Claudio Francesco Beaumont mg 8207.jpg|thumb|''Allegoria della Pittura'', [[Brest (Francia)#Museo delle belle arti|Musée des Beaux-Arts]] di [[Brest (Francia)|Brest]].]]

L''''elettrone''' è una [[particella subatomica]] con [[carica elettrica]] negativa che, non essendo composta da altre particelle conosciute, si ritiene essere una [[particella elementare]].<ref name="prl50">{{cita|Eichten e Peskin|pp. 811-814.|prl50}}</ref> Appartenente alla prima [[Generazione (fisica)|generazione]] della famiglia dei [[leptoni]],<ref name="curtis74">{{cita|Curtis|p. 74.|curtis74}}</ref> è soggetto a [[Forza di gravità|interazione gravitazionale]], [[Elettromagnetismo|elettromagnetica]] e [[interazione debole|nucleare debole]].

[[File:C.BeaumontS.FilippoChieri.jpg|thumb|''San [[Francesco di Sales]] prega la Vergine'' - Dipinto nella prima cappella di destra della [[Chiesa di San Filippo (Chieri)|Chiesa di san Filippo Neri a Chieri (TO)]].]]

==Biografia==

=== Formazione giovanile a Torino ===

L'elettrone possiede una [[massa a riposo]] di {{M|9,109 382 6(16)|e=-31|k|grammo}}, pari a circa 1/1836 di quella del [[protone]]. Il [[momento angolare]] intrinseco, lo [[spin]], è un valore semi intero in unità di [[costante di Planck|ħ]], che rende l'elettrone un [[fermione]], soggetto quindi al [[principio di esclusione di Pauli]].<ref name="curtis74"/> L'antiparticella dell'elettrone è il [[positrone]], il quale si differenzia solo per la carica elettrica di segno opposto. Quando queste due particelle collidono possono essere sia [[Scattering Bhabha|diffuse]] che [[Annichilazione|annichilite]] producendo [[fotoni]], più precisamente [[raggi gamma]].

Non si conosce quasi nulla della sua prima giovinezza, se non la formazione presso i [[gesuiti]], comprendente anche studi di [[architettura]].

=== Esperienza a Bologna ===

L'idea di una quantità fondamentale di carica elettrica è stata introdotta dal filosofo [[Richard Laming]] nel 1838 per spiegare le [[Proprietà chimica|proprietà chimiche]] dell'[[atomo]];<ref name="arabatzis">{{cita|Arabatzis|pp. 70-74.|arabatzis}}</ref> il termine ''elettrone'' è stato successivamente coniato nel 1894 dal fisico irlandese [[George Johnstone Stoney]], ed è stato riconosciuto come una particella da [[Joseph John Thomson]] e dal suo gruppo di ricerca.<ref>{{cita|Dahl|pp. 122-185.|dahl}}</ref><ref name="wilson">{{cita|Wilson|p. 138.|wilson}}</ref>

Nel 1716 si reca a [[Bologna]] dove si interessa ai dipinti esistenti nelle chiese e alle opere di [[Carlo Cignani|Carlo]] [[Carlo Cignani|Cignani e]] degli altri esponenti della locale Accademia, erede delle proposte degli "[[Accademia degli Incamminati|Incamminati]]" e di [[Annibale Carracci]].

Successivamente il figlio [[George Paget Thomson]] ha dimostrato la duplice natura [[Particella elementare|corpuscolare]] e [[Onda (fisica)|ondulatoria]] dell'elettrone, che è quindi descritto dalla [[meccanica quantistica]] per mezzo del [[dualismo onda-particella]].

=== Primo soggiorno romano ===

L'elettrone, insieme a [[protone]] e [[neutrone]], è parte della struttura degli [[atomi]], e sebbene contribuisca per meno dello 0,06% alla massa totale dell'atomo è responsabile delle sue proprietà chimiche: la condivisione di elettroni tra due o più atomi è la sorgente del [[legame chimico]] [[legame covalente|covalente]].<ref name=Pauling>{{cita|Pauling|pp. 4-10.|Pauling}}</ref>

A dicembre dello stesso anno è a [[Roma]] dove frequenta la scuola di [[Francesco Trevisani]], maestro che avrà grande influenza sulla sua opera pittorica.

=== Rientro a Torino ===

La maggior parte degli elettroni presenti nell'universo è stata creata durante il [[Big Bang]], sebbene tale particella possa essere generata tramite il [[decadimento beta]] degli [[Radionuclide|isotopi radioattivi]] e in collisioni ad alta energia, mentre può essere annichilata grazie alla collisione con il positrone ed assorbita in un processo di [[nucleosintesi stellare]].

Nel 1719 rientra a [[Torino di Sangro|Torino]] dove gode probabilmente già di grande considerazione, tanto che gli vengono richiesti interventi pittorici a [[Palazzo Reale di Torino|Palazzo Reale]], impreziosendone i soffitti con un ''Carro dell'Aurora'' e una ''Venere sul cocchio''. In questi dipinti appare chiara l'influenza del maestro [[Francesco Trevisani]] e dei pittori francesi che risiedevano e operavano a Roma e dove erano esponenti della [[Académie de France à Rome]]; tra i nomi di maggiore spicco ricordiamo [[François Lemoyne]], [[François Boucher]], [[Charles-Joseph Natoire]], da lui conosciuti durante il soggiorno romano.

=== Secondo soggiorno romano ===

In molti fenomeni fisici, in particolare nell'[[elettromagnetismo]] e nella [[fisica dello stato solido]], l'elettrone ha un ruolo essenziale: è responsabile della conduzione di [[corrente elettrica]] e [[Conducibilità termica|calore]], il suo moto genera il [[campo magnetico]] e la variazione della sua energia è responsabile della produzione di [[fotone|fotoni]]. Tra le diverse applicazioni tecnologiche che ne conseguono vi sono i [[circuito elettrico|circuiti elettrici]], i [[Tubo a raggi catodici|tubi a raggi catodici]], i [[Microscopio elettronico|microscopi elettronici]], la [[radioterapia]] ed il [[laser]].

Dal 1723 al 1731 soggiorna di nuovo a Roma dove, nel 1725 diventa membro dell'[[Accademia nazionale di San Luca|Accademia di San Luca]], rimanendo in contatto con la corte Sabauda per la quale realizza numerosi dipinti, trasportati in seguito a Torino e collocati in varie sedi.

In quegli anni ([[1723]]-[[1727]]), realizza un ''Ratto d'Elena'' destinato al [[castello di Rivoli]] (ora perduto), una ''Storia di Alessandro'' e una ''Storia d'Annibale'', mentre agli anni [[1728]] e [[1729]] risalgono le due tele ''Beata Margherita di Savoia'' e ''San Carlo che comunica gli appestati'' per la [[Basilica di Superga]].

== Storia ==

Il termine elettrone proviene dal termine greco ''ήλεκτρον'', il cui significato è ''[[Ambra (resina)|ambra]]''. Questo perché storicamente l'ambra ebbe un ruolo fondamentale nella scoperta dei fenomeni elettrici. Gli antichi Greci, ad esempio, erano a conoscenza del fatto che strofinandone un pezzo con un tessuto di lana, questo assumeva una carica elettrica che si manifestava sotto forma di una scintilla quando si avvicinava a particolari oggetti.

=== Pittore di corte a Torino ===

Fu il fisico irlandese [[George Stoney]] ad utilizzare per primo l'elettrone come unità fondamentale dell'[[elettrochimica]] (nel 1874), e fu il primo a dare il nome alla particella nel [[1894]].

Una volta ottenuto il ruolo di [[pittore di corte]] a Torino nel [[1731]] (lo sarà fino alla morte), Beaumont dipinge influenzato anche dalla [[pittura napoletana|scuola napoletana]] e dalla scuola genovese. Realizza quindi gli affreschi al gabinetto di lavoro e al gabinetto di toeletta della regina ([[1733]]), caratterizzati da composizioni e gamme armoniose.

Nel 1736 viene nominato cavaliere dell'[[ordine dei Santi Maurizio e Lazzaro]], a conferma dell'alta stima acquisita alla corte sabauda.

Negli ultimi anni del 1800, erano numerosi fisici a sostenere la possibilità che l'elettricità fosse costituita da unità discrete, alle quali vennero conferiti vari nomi, ma delle quali non c'era ancora alcuna prova sperimentale convincente.

La scoperta della natura di [[particella subatomica]] dell'elettrone fu fatta nel 1897 da [[Joseph John Thomson|J. J. Thomson]] all'interno del Laboratorio Cavendish dell'[[Università di Cambridge]], mentre svolgeva esperimenti sul [[tubo catodico]].

Nel 1737 dipinge la volta del gabinetto cinese di Palazzo Reale (''Giudizio di Paride'').

Nel [[1860]] [[William Crookes]] effettuò esperimenti con il [[tubo di Geissler]]: inserendovi due lamine metalliche e collegandole ad un [[generatore elettrostatico|generatore di corrente continua]] ad elevato [[potenziale elettrico|potenziale]] (circa 30.000 [[Volt|V]]) scoprì che si generava una [[luce]] di colori diversi a seconda del gas utilizzato. Questa luce partiva dal [[catodo]] (polo negativo) e fluiva verso l'[[anodo]] (polo positivo). Dopo circa trent'anni di sperimentazione questi raggi vennero chiamati [[raggio catodico|raggi catodici]] e si scoprirono essere formati da corpuscoli di materia capaci di muovere un mulinello posto sul loro cammino. La [[velocità]] varia a seconda del potenziale applicato agli [[elettrodo|elettrodi]], hanno scarsa penetrazione e carica negativa.

=== Il viaggio a Venezia e e gli influssi sulla pittura di Beaumont ===

[[J.J. Thomson]] nel [[1895]] constatò, lavorando sui raggi catodici, che applicando un [[campo magnetico]] ed [[campo elettrico|elettrico]], il rapporto tra la carica elettrica e la massa era uguale a {{Exp|5,273|17}} e/[[grammo|g]]. Queste particelle furono chiamate elettroni.

Nello stesso 1737 viene inviato a Venezia per l'acquisto di quadri e incontra [[Sebastiano Ricci]] e [[Giovan Battista Pittoni]], artisti già attivi a [[Palazzo Reale di Torino]], dai quali trae stilemi presenti nelle sue opere successive.

[[File:Galleria Beaumont-Armeria Reale Torino, vista da sud.jpg|thumb|Galleria Beaumont (dal cognome del pittore che ne ha decorato le volte) vista da sud; ospita l'[[Armeria Reale]] e fa parte del [[Palazzo Reale di Torino]].]]

Si può constatare questa influenza "veneta" nell'importante lavoro della Grande Galleria, oggi [[Armeria Reale]], conosciuta anche come "Galleria del Beaumont", aperta al pubblico nel [[1837]] come Museo d'Armi. Nella complessa storia del Palazzo e della sua costruzione, che comprende numerosi ampliamenti e ristrutturazioni, la Galleria è dovuta all'avvio di [[Filippo Juvarra]] cui segue la supervisione di [[Benedetto Alfieri]] (nel [[1735]] lo Juvarra aveva lasciato Torino per [[Madrid]]) mentre si deve al Beaumont la decorazione pittorica delle volte (1738-1743) con le ''Storie di Enea''. Qui la tecnica è quella della [[pittura a olio]].<ref>Allegra Alacevich, cap. 23 del vol. 12 de ''La Storia dell'Arte'' - Mondadori Electa, Milano 2006 </ref>.<ref>{{Cita libro|autore = Paolo Venturoli|titolo = La galleria Beaumont, percorso di visita|anno = 2005|editore = Umberto Allemandi|città = Torino}}</ref>

=== Intensa attività artistica nella capitale sabauda ===

Nel 1909 [[Robert Millikan]] calcolò la carica elettrica dell'elettrone con il famoso [[esperimento della goccia d'olio]], che era pari a 1,602 × 10⁻¹⁹ C. Fu quindi possibile calcolare la massa dell'elettrone che era di 9,109 × 10⁻³¹ kg.

Negli anni successivi, Beaumont si occupa di varie [[Pala d'altare|pale d'altare]], di 34 bozzetti come cartonista per i cicli storici sotto forma di [[arazzo]], per i quali prende accordi con il maestro arazziere [[Demignot]], che ne cura la tessitura.

Dal [[1738]] assume l'incarico di direttore della [[scuola di pittura di Torino]], avente sede nel palazzo dell'Università degli Studi. Esegue poi le [[decorazione|decorazioni]] murali alla sala del caffè ([[1739]]).

=== Teoria atomica ===

[[File:Bohr atom model English.svg|right|thumb|Il [[modello atomico di Bohr]], in cui sono visualizzati gli stati energetici quantizzati. Un elettrone che effettua una [[Transizione elettronica|transizione]] tra due orbite emette un fotone pari alla differenza di energia fra i due livelli.]]

Negli anni che seguono il pittore dipinge per molte chiese del Piemonte, un esempio è il quadro rappresentante la Madonna con il Bambino e i Santi Pietro e Paolo, collocato nella Chiesa parrocchiale di Gassino Torinese consacrata proprio ai Santi Pietro e Paolo<ref>{{Cita web|url=http://www.parrocchiagassino.it/2016/12/15/claudio-francesco-beaumont-il-restauro-del-quadro/|titolo=Parrocchia di Gassino » Claudio Francesco Beaumont – il restauro del quadro|autore=Indirizzo: Via San Pietro|accesso=2017-03-20}}</ref><nowiki/>. Nel 1740 completa una pala d'altare per il monastero della Visitazione di Pinerolo, la ''Beata Chantal e s. Francesco di Sales''.

Dal 1914, gli esperimenti dei fisici Ernest Rutherford, [[Henry Moseley]], [[James Franck]] e [[Gustav Ludwig Hertz|Gustav Hertz]] hanno stabilito definitivamente che l'atomo è composto da un nucleo positivo massivo di cariche positive circondato da una leggera massa di elettroni.<ref name=smirnov /> Nel 1913, Il fisico danese [[Niels Bohr]] postula che gli elettroni risiedano in stati di energia quantizzata, con l'energia determinata dal momento angolare delle orbite degli elettroni attorno al nucleo. Gli elettroni possono muoversi tra questi stati, o orbite, in seguito all'assorbimento o all'emissione di un quanto di energia, un [[fotone]] di specifica frequenza. Questa teoria è in grado di spiegare correttamente le linee di emissione spettrale dell'[[idrogeno]] che questo forma se scaldato o attraversato da corrente elettrica. Ciò nonostante, il modello di Bohr fallisce nel predire l'intensità delle relative linee e nello spiegare la struttura dello spettro di atomi più complessi.<ref name=smirnov>{{cita libro

| cognome=Smirnov | nome=Boris M. | anno=2003

| titolo=Physics of Atoms and Ions

| editore=Springer | id=ISBN 0-387-95550-X }}</ref>

I [[legame chimico|legami chimici]] tra gli atomi sono spiegati nel 1916 da [[Gilbert Newton Lewis]], come una interazione tra gli elettroni che li costituiscono.<ref>{{cita pubblicazione

|autore=Gilbert N. Lewis

|titolo=The Atom and the Molecule

|rivista=Journal of the American Chemical Society

|mese=aprile

|anno=1916

|volume=38

|numero=4

|pagine=762–786

|doi=10.1021/ja02261a002 }}</ref> Come è noto che le proprietà chimiche degli elementi si ripetono ciclicamente in accordo con la legge periodica,<ref>{{cita libro

| cognome=Scerri | nome=Eric R. | anno=2007

| titolo=The Periodic Table

| editore=Oxford University Press US

| pagine=205–226 }}</ref> nel 1919 il chimico americano [[Irving Langmuir]] suggerisce che questo può essere spiegato se gli elettroni in un atomo sono strutturati su strati. Gli elettroni si dispongono in gruppi intorno al nucleo.<ref>{{cita pubblicazione

|autore=Irving Langmuir

|titolo=The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules

|rivista=Journal of the American Chemical Society

|anno=1919

|volume=41

|numero=6

|pagine=868–934

|url=http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Langmuir-1919b.html

}}</ref>

Nel [[1755]] gli viene commissionata un'ancona raffigurante la ''Madonna del Carmine e il beato Amedeo di Savoia'', collocata nell'abside della [[chiesa del Carmine (Torino)|chiesa del Carmine]] di [[Torino]] nel [[1760]].

Nel 1924, il fisico austriaco [[Wolfgang Pauli]] osserva che la struttura a strati di un atomo può essere spiegata da un set di quattro parametri che definiscono univocamente lo stato quantico di un elettrone, e un singolo stato non può essere occupato da più di un singolo elettrone (questa legge è nota come [[Principio di esclusione di Pauli]]).<ref>{{cita libro

| cognome=Massimi | nome=Michela | anno=2005

| titolo=Pauli's Exclusion Principle, The Origin and Validation of a Scientific Principle

| editore=Cambridge University Press}}</ref> Nonostante ciò, sfuggiva il significato fisico del quarto parametro che può assumere solo due valori. Questo fu spiegato dai fisici tedeschi [[Samuel Abraham Goudsmit|Abraham Goudsmith]] e [[George Uhlenbeck]] quando suggerirono che un elettrone, oltre al momento angolare associato alla sua orbita, possa possedere un proprio momento angolare intrinseco.<ref name=smirnov /><ref>{{cita pubblicazione

|autore=G. E. Uhlenbeck

|coautori=S. Goudsmith

|titolo=Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons

|rivista=Die Naturwissenschaften | year=1925

|volume=13

|numero=47

|lingua=tedesco

|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1925NW.....13..953E

}}</ref> Questa proprietà è nota come [[spin]], e riesce a spiegare la misteriosa separazione delle linee spettrali osservate con la spettrografia ad alta definizione.<ref>{{cita pubblicazione

|autore=W. Pauli

|titolo=Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes

|rivista=Zeitschrift für Physik

|anno=1923

|volume=16

|numero=1

|pagine=155–164

|lingua=tedesco

|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1923ZPhy...16..155P

}}</ref>

=== MeccanicaUltimi Quantisticaanni ===

Poco altro si conosce della sua produzione successiva che è stata giudicata da molti cruda e caratterizzata da colori disarmonici.

Nella sua dissertazione del 1924 ''{{lang|fr|Recherches sur la théorie des quanta}}'' (Ricerca sulla teoria dei quanti), il fisico francese [[Louis de Broglie]] ipotizzò che tutta la materia si comporti come un'onda in modo similare a quanto accade per la [[luce]] e il [[fotone]]<ref name="de_broglie">

{{cite web

|last=de Broglie |first=Louis

|year=1929

|title=Nobel Lecture: The Wave Nature of the Electron

|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1929/broglie-lecture.pdf

|publisher=[[The Nobel Foundation]]

|accessdate=2008-08-30

}}</ref>. Questo significa, sotto le appropriate condizioni, che gli elettroni e il resto della materia dovrebbero mostrare proprietà sia particellari che in contemporanea ondulatorie. Le proprietà corpuscolari di una particella si mostrano quando si cerca di osservarla in una precisa posizione nello spazio lungo la sua traiettoria a qualsiasi dato istante.<ref>

{{cita libro

|nome=Brigitte |cognome=Falkenburg

|anno=2007

|titolo=Particle Metaphysics: A Critical Account of Subatomic Reality

|pagina=85

|editore=[[Springer (publisher)|Springer]]

|id=ISBN 3-540-33731-8

}}</ref> La natura ondulatoria è osservata invece, per esempio, quando un fascio di luce passa lungo fessure parallele creando le classiche figure di [[interferenza (fisica)|interferenza]]. Nel 1927, gli effetti dell'interferenza furono dimostrati con un fascio di elettroni dal fisico inglese [[George Paget Thomson]] con una sottile pellicola di metallica e dal fisico americano [[Clinton Davisson]] e [[Lester Germer]] usando un cristallo di [[nichel|nickel]].<ref>

{{cite web

|last=Davisson |first=Clinton

|year=1937

|title=Nobel Lecture: The Discovery of Electron Waves

|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1937/davisson-lecture.pdf

|publisher=[[The Nobel Foundation]]

|accessdate=2008-08-30

}}</ref>

Venne sepolto a Torino nella [[chiesa di Santa Teresa (Torino)|chiesa di Santa Teresa]].

Il successo delle predizioni di de Broglie favorirono la pubblicazione, di [[Erwin Schrödinger]] nel 1926, dell'[[equazione di Schrödinger]] che descrive correttamente un'onda elettronica che si propaga.<ref>

{{cite journal

|last=Schrödinger |first=Erwin

|year=1926

|title=Quantisierung als Eigenwertproblem

|journal=[[Annalen der Physik]]

|volume=385 |issue=13 |pages=437–490

|bibcode=1926AnP...385..437S

|doi=10.1002/andp.19263851302

}} {{De}}</ref> Piuttosto che cercare una soluzione che determina la posizione di un elettrone nel tempo, questa equazione può essere usata per prevedere la probabilità di trovare un elettrone in un volume finito o infinitesimo dello spazio. Questo approccio fu chiamato successivamente [[meccanica quantistica]], che garantì la possibilità di ricavare teoricamente i livelli energetici di un elettrone nell'atomo di [[idrogeno]] in buono accordo con i dati sperimentali.<ref>

{{cita libro

|cognome=Rigden |nome=John S.

|anno=2003

|titolo=Hydrogen

|editore=[[Harvard University Press]]

|pagine=59–86

|id=ISBN 0-674-01252-6

}}</ref> Una volta che fu considerato lo [[spin]] e l'interazione fra più elettroni, la meccanica quantistica è stata in grado di ricostruire l'andamento delle proprietà chimiche tipiche degli elementi nella [[tavola periodica]].<ref>

{{cita libro

|cognome=Reed |nome=Bruce Cameron

|anno=2007

|titolo=Quantum Mechanics

|pagine=275–350

|editore=[[Jones & Bartlett Publishers]]

|id=ISBN 0-7637-4451-4

}}</ref>

[[File:Orbital s1.png|left|thumb|alt=Una simmetrica nube blu che decresce in intensità dal centro andando verso l'esterno|Rappresentazione dell'[[orbitale atomico]] ''s'', caratterizzato da simmetria sferica. L'ombreggiatura indica il valore della [[distribuzione di probabilità]] relativa all'elettrone nell'orbitale.]]

Nel 1928, basandosi sul lavoro di Wolfgang Pauli, [[Paul Dirac]] formulò un modello dell'elettrone - l'[[equazione di Dirac]], coerente con la [[teoria della relatività ristretta]], applicando considerazioni relativistiche e di simmetria alla formulazione [[Meccanica hamiltoniana|Hamiltoniana]] della meccanica quantistica per un elettrone in un campo elettro-magnetico.<ref>

{{cite journal

|last=Dirac |first=Paul A. M.

|year=1928

|title=The Quantum Theory of the Electron

|journal=[[Proceedings of the Royal Society of London A]]

|volume=117 |issue=778 |pages=610–624

|doi=10.1098/rspa.1928.0023

}}</ref> In modo da risolvere i problemi della sua equazione relativistica (in primo luogo l'esistenza di soluzioni ad energia negativa), nel 1930 lo stesso Dirac sviluppò un modello del vuoto come un mare infinito di particelle con energia negativa, che fu poi chiamato [[mare di Dirac]]. Questo permise di prevedere l'esistenza di [[positroni]], la controparte dell'[[antimateria]] dell'elettrone.<ref>

{{cite web

|last=Dirac |first=Paul A. M.

|year=1933

|title=Nobel Lecture: Theory of Electrons and Positrons

|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1933/dirac-lecture.pdf

|publisher=[[The Nobel Foundation]]

|accessdate=2008-11-01

}}</ref> Questa particella fu scoperta sperimentalmente nel 1932 da [[Carl David Anderson|Carl D. Anderson]], che propose di chiamare gli elettroni ''negatroni'' e di usare il termine ''elettroni'' per indicare genericamente una delle varianti della particella sia a carica positiva che negativa. Questo uso del termine ''negatroni'' è qualche volta occasionalmente utilizzato ancora oggi, anche nella sua forma abbreviata 'negatone'.<ref>

{{cita libro

|nome=Helge |cognome=Kragh

|anno=2002

|titolo=Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century

|pagina=132

|editore=[[Princeton University Press]]

|id=ISBN 0-691-09552-3

}}</ref><ref>

{{cita libro

|nome=Frank |cognome=Gaynor

|anno=1950

|titolo=Concise Encyclopedia of Atomic Energy

|pagina=117

|editore=[[The Philosophical Library]]

}}</ref>

== Riconoscimenti ==

Nel 1947 [[Willis Eugene Lamb|Willis Lamb]], lavorando in collaborazione con lo studente Robert Retherford, trovò che certi stati quantistici dell'elettrone nell'atomo di idrogeno, che avrebbero dovuto avere la stessa energia, erano shiftate in relazione l'una dell'altra e la differenza fu chiamata [[Lamb shift]]. Circa nello stesso periodo, [[Polykarp Kusch]], lavorando con [[Henry M. Foley]], scoprì che il [[momento magnetico]] dell'elettrone è di poco più grande di quanto previsto dell'equazione di Dirac. Questa piccola differenza fu successivamente chiamata momento magnetico di dipolo anomalo dell'elettrone. Per risolvere questo ed altri problemi, una teoria migliore chiamata [[elettrodinamica quantistica]] fu sviluppata da [[Sin-Itiro Tomonaga]], [[Julian Schwinger]] e

=== Toponomastica ===

[[Richard P. Feynman]] alla fine degli anni quaranta.<ref>

La città di Torino gli ha dedicato una via nella zona dei quartieri [[Cenisia]] e [[Cit Turin]].

{{cite web

=== Onorificenze ===

|title=The Nobel Prize in Physics 1965

{{Onorificenze

|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1965/

|immagine = Cavaliere SSML BAR.svg

|publisher=[[The Nobel Foundation]]

|nome_onorificenza = Cavaliere dell'Ordine dei Santi Maurizio e Lazzaro

|accessdate=2008-11-04

|collegamento_onorificenza = ordine dei Santi Maurizio e Lazzaro

}}</ref>

|motivazione =

|data = 1737

=== Acceleratori di particelle ===

}}

Con lo sviluppo degli [[acceleratori di particelle]] nella prima metà del XX secolo, i fisici iniziarono a sondare in profondità nelle proprietà delle particelle subatomiche.<ref>{{cita web|autore=Wolfgang K.H. Panofsky|anno=1997|titolo=The Evolution of Particle Accelerators & Colliders|url=http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/27/1/27-1-panofsky.pdf|editore=slac.stanford.edu|accesso=11 aprile 2010|lingua=en}}</ref> Il primo tentativo riuscito di accelerare elettroni usando l'induzione magnetica fu fatto nel 1942 da Donald Kerst: il suo primo [[betatrone]] raggiunse energie di 2,3 [[Elettronvolt|MeV]], mentre i betatroni successivi raggiunsero i 300 MeV.<ref>{{cita web|autore=Malcom W. Browne|titolo=Donald William Kerst Dies at 81; Built Particle Accelerators in 40's|url=http://www.nytimes.com/1993/08/20/obituaries/donald-william-kerst-dies-at-81-built-particle-accelerators-in-40-s.html|editore=nytimes.com|data=20 agosto 1993|accesso=11 aprile 2010|lingua=en}}</ref> Nel 1947 fu scoperta la radiazione di [[sincrotrone]] con un sincrotrone di 70 MeV della General Electric. Questa radiazione era causata dall'accelerazione di elettroni, che raggiungono velocità prossime a quelle della luce, in un campo magnetico.<ref>{{cita|Elder, Gurewitsch, Langmuir e Pollock|pp. 829-830.|elder}}</ref>

==Note==

<references/>

Con un fascio di particelle di energia pari a 1,5 GeV, il primo collider ad alte energie è stato [[ADONE]], che iniziò a essere operativo a partire dal 1968:<ref>{{cita|Hoddeson, Brown, Riordan e Dresden|pp. 25-26.|hoddeson}}</ref> questa struttura accelereva elettroni e positroni in direzioni opposte, raddoppiando l'energia effettiva a disposizione rispetto a collisioni degli elettroni con un bersaglio statico.<ref>{{cita|Bernardini|pp. 156-183.|bernardini}}</ref> Il [[Large Electron-Positron Collider]] (LEP) al CERN, che operò dal 1989 al 2000, raggiunse energie di collisione pari a 209 GeV e fece importanti misure in merito al [[Modello Standard]].<ref>{{cita web|anno=2008|titolo=Testing the Standard Model: The LEP experiments|url=http://public.web.cern.ch/PUBLIC/en/Research/LEPExp-en.html|editore=public.web.cern.ch|accesso=11 aprile 2010|lingua=en}}</ref><ref>{{cita web|titolo=LEP reaps a final harvest|url=http://cerncourier.com/cws/article/cern/28335|editore=cerncourier.com|data=1 dicembre 2000|accesso=11 aprile 2010

}}</ref>

L'LHC, l'ultimo acceleratore del CERN, sostituirà l'uso di elettroni con l'uso di [[adroni]] perché questi sono meno soggetti alla perdita di energia per [[radiazione di sincrotrone]] e quindi è maggiore il rapporto fra energia acquisita dalla particella e l'energia spesa per ottenerla.<ref>{{cita web|anno=2008|titolo=Synchrotron Radiation|http://asd.gsfc.nasa.gov/Volker.Beckmann/school/download/Longair_Radiation2.pdf|editore=asd.gsfc.nasa.gov|lingua=en}}</ref>

== Proprietà fondamentali ==

La [[massa a riposo]] di un elettrone è di approssimativamente {{M|9,109|e=-31|k|grammo}} o {{M|5,485|e=−4|-|u}} che, in base al principio di [[equivalenza massa ed energia]], corrisponde a un'energia a riposo di {{M|0,511|M|eV}}, con un rapporto rispetto alla massa del [[protone]] di circa 1836. Misure astronomiche hanno mostrato che il rapporto fra le masse del protone e dell'elettrone è rimasto costante per almeno metà dell'[[età dell'universo]], come è previsto nel modello standard.<ref>{{cita|Murphy|pp. 1611-1613.|murphy}}</ref>

L'elettrone ha una carica elettrica di {{M|−1,602|e=−19|-|C}}, che è usata come unità standard per la carica delle particelle subatomiche. Entro i limiti dell'errore sperimentale, il valore della carica dell'elettrone è uguale a quella del protone, ma con il segno opposto.<ref>{{cita|Zorn|pp. 2566-2576.|zorn}}</ref> Poiché il simbolo ''e'' è usato per indicare la [[carica elementare]], il simbolo comune dell'elettrone è ''e^-'', dove il segno meno indica la carica negativa, mentre per il [[positrone]], che ha la stessa massa dell'elettrone e la carica di segno opposto, è utilizzato come simbolo ''e⁺''.<ref name="raith">{{cita|Raith e Mulvey|pp. 777-781.|raith}}</ref>

L'elettrone ha un [[momento angolare]] intrinseco definito dal [[numero quantico di spin]], pari a 1/2 in unità di [[costante di Planck|ħ]],<ref name="raith"/> e l'autovalore dell'operatore di [[spin]] è √3⁄2 ħ.<ref>L'equazione agli autovalori per l'osservabile di spin al quadrato è:

:<math>S^2 |s, s_z \rangle = \hbar^2 s (s+1) |s, s_z \rangle</math>

da cui l'autovalore nel caso di spin 1/2:

:<math> S = \sqrt{\hbar^2 s(s + 1)} = \frac{\sqrt{3}}{2} \hbar </math>

Per approfondire si può fare riferimento a: {{cita|Gupta|p. 81.|gupta}}</ref> Il risultato di una misura della proiezione dello spin su ognuno degli assi di riferimento può inoltre valere soltanto ±ħ⁄2.<ref>L'equazione agli autovalori per l'osservabile di spin nella direzione dell'asse ''z'' è

:<math>S_z |s, s_z \rangle = \hbar s_z |s, s_z \rangle</math>

da cui l'autovalore nel caso di spin 1/2:

:<math> S = \pm \frac{\hbar}{2}</math>

dove il segno ± indica i due stati possibili.</ref>

Oltre allo spin, l'elettrone ha un [[momento magnetico]] intrinseco, allineato al suo spin, che ha un valore approssimativamente simile al [[magnetone di Bohr]],<ref name=Hanneke>{{cita|Odom|pp. 030801(1-4).|odom}}</ref><ref>Il magnetone di Bohr è definito come:

:<math>\textstyle\mu_B=\frac{e\hbar}{2m_e}.</math></ref> che è una costante fisica che vale {{M|9,27400949(80)|e=−24|-|}} [[Joule|J]]/[[Tesla|T]]. La proiezione del vettore di spin lungo la direzione della quantità di moto definisce la proprietà delle particelle elementari conosciuta come [[elicità]].<ref name="anastopoulos">{{cita|Anastopoulos|pp. 261-262.|anastopoulos}}</ref>

L'elettrone non ha [[preone (fisica)|sotto strutture]] conosciute<ref name="prl50"/><ref>{{cita|Gabrielse|pp. 030802(1-4).|gabrielse}}</ref> e viene descritto come un [[punto materiale]],<ref name="curtis74"/> dal momento che esperimenti effettuati con la [[trappola di Penning]] hanno mostrato che il limite superiore per il raggio della particella è di 10⁻²² [[metri]].<ref>{{cita|Dehmelt|pp. 102-110.|dehmelt}}</ref> Esiste inoltre una costante fisica, il [[raggio classico dell'elettrone]], con una valore di {{M|2,8179|e=−15|-|m}}; questa costante deriva tuttavia da un calcolo che trascura gli effetti quantistici presenti.<ref>{{cita|Meschede|p. 168.|meschede}}</ref><ref>Il raggio classico dell'elettrone è ottenuto nel seguente modo: si assume la carica dell'elettrone distributa uniformemente all'interno di una sfera, che assume così un'energia potenziale elettrostaica. L'energia eguaglia l'energia a riposo dell'elettrone, definita dalla [[relatività ristretta]] come E=mc². In [[elettrostatica]] l'energia potenziale di una sfera con raggio ''r'' e carica ''e'' è data da:

:<math>E_{\mathrm p} = \frac{e^2}{8\pi \varepsilon_0 r}</math>

dove ''ε''₀ è la [[costante dielettrica del vuoto]]. Per un elettrone con massa a riposo ''m''₀ l'energia a riposo è uguale a:

:<math>\textstyle E_{\mathrm p} = m_0 c^2</math>

dove ''c'' è la velocità della luce nel vuoto. Uguagliando questi due termini e risolvendo l'equazione per ''r'' si ottiene il raggio classico dell'elettrone. Per approfondire si può fare riferimento a: {{cita|Haken|p. 70.|haken}}</ref>

Si ritiene che l'elettrone sia stabile poiché, dal momento che la particella possiede carica unitaria, il suo decadimento violerebbe la [[legge di conservazione della carica elettrica]].<ref>{{cita|Steinberg|pp. 2582-2586.|steinberg}}</ref> Il limite inferiore sperimentale per la vita media dell'elettrone è di {{M|4,6|e=26|-|}} anni, con un [[intervallo di confidenza]] al 90%.<ref>{{cita|Yao|pp. 77-115.|yao}}</ref>

== Proprietà quantistiche ==

[[File:Asymmetricwave2.png|200px|right|thumb|Funzione d'onda antisimmetrica per uno stato quantico di [[Particella in una scatola|due fermioni identici in una scatola bidimensionale]]. Se le particelle si scambiassero la posizione la funzione d'onda invertirebbe il suo segno.]]

In [[meccanica quantistica]] l'elettrone può essere trattato sia come onda che come particella, in accordo col [[dualismo onda-particella]].<ref>Tale risultato è mostrato attraverso l'importante [[esperimento della doppia fenditura]], in cui si mostra la natura ondulatoria dell'elettrone, che attraversa le due fenditure contemporaneamente causando una figura di [[Interferenza (fisica)|interferenza]].</ref> In base al [[principio di indeterminazione di Heisenberg]], inoltre, non è possibile conoscere simultaneamente la sua [[posizione]] e la sua [[quantità di moto]], e questo è alla base della descrizione quantistica del'elettrone.

Le proprietà ondulatorie di una particella possono essere descritte matematicamente da una [[funzione di variabile complessa]], la [[funzione d'onda]], che è comunemente indicata con la lettera greca psi (''ψ''), la quale rappresenta un'[[ampiezza di probabilità]]. Il [[quadrato (algebra)|quadrato]] del [[Valore assoluto#Numeri complessi|valore assoluto]] della funzione d'onda rappresenta una [[densità di probabilità]], la probabilità che la particella sia osservata nell'intorno di una determinata posizione.<ref name="munowitz">{{cita|Munowitz|pp. 162-218.|munowitz}}</ref><ref>La probabilità che la particella si trovi nell'intervallo <math>(q , q+dq)</math> al tempo ''t'' è:

:<math>dP = |\psi (q,t)|^2 dq \ </math>

</ref>

Gli elettroni sono trattati come [[particelle identiche]], ovvero non possono essere distinte l'una dall'altra per le loro proprietà fisiche intrinseche: è possibile cambiare la posizione di una coppia di elettroni interagenti senza che si verifichi un cambiamento osservabile nello stato del sistema. La funzione d'onda dei [[fermioni]], di cui gli elettroni fanno parte, è antisimmetrica: il segno della funzione d'onda cambia quando la posizione dei due elettroni viene scambiata,<ref>Lo scambio di due elettroni comporta che la funzione d'onda <math>\psi(r_1, r_2)</math> diventi <math>-\psi(r_2, r_1)</math>, dove le variabili <math>r_1</math> e <math>r_2</math> corrispondono rispettivamente alle posizioni del primo e del secondo elettrone.</ref> ma il valore assoluto non varia con il cambio di segno ed il valore della probabilità resta immutato. Questo differenzia i fermioni dai [[bosoni]], che hanno una funzione d'onda simmetrica.<ref name="munowitz"/>

L'evoluzione temporale della funzione d'onda di una particella è descritta dall'[[equazione di Schrödinger]],<ref>La scrittura generale dell'equazione di Schrödinger è:

::<math>i\hbar\frac{\partial}{\partial t} \Psi(\mathbf{r},\,t) = \hat H \Psi(\mathbf{r},\,t)</math>

dove <math>\Psi(\mathbf{r},\,t)</math> è la [[funzione d'onda]], <math>\scriptstyle \hbar</math> è la [[costante di Planck]] razionalizzata, cioè divisa per <math>2\pi</math>, ed <math>\scriptstyle \hat H</math> è l'[[operatore hamiltoniano]].</ref> che nel caso di un sistema di elettroni interagenti mostra una probabilità nulla che ogni una coppia di elettroni occupi lo stesso stato quantico: questo fatto è responsabile del [[principio di esclusione di Pauli]], il quale afferma che due elettroni del sistema non possono avere i medesimi numeri quantici.<br />

Tale principio è alla base di molte proprietà degli elettroni, in particolare genera la loro configurazione all'interno degli [[orbitali atomici]].<ref name="munowitz"/>

== Classificazione ==

[[File:Standard Model of Elementary Particles it.svg|right|thumb|280px|Il modello standard delle particelle elementari. L'elettrone è in basso a sinistra.]]

Nel [[modello standard]] della [[fisica delle particelle]] gli elettroni appartengono al gruppo delle particelle subatomiche chiamate [[leptone|leptoni]], che si ritiene siano [[particelle elementari]], ed hanno massa minore rispetto ad ogni altra particella carica conosciuta. L'elettrone appartiene alla prima [[Generazione (fisica)|generazione]] di particelle fondamentali,<ref>{{cita|Frampton|pp. 263-348.|frampton}}</ref> mentre la seconda e la terza generazione contengono altri leptoni carichi, il [[muone]] e il [[tauone]], che possiedono idetica carica e [[spin]], ma massa a riposo maggiore. L'elettrone e tutti i leptoni differiscono dai quark, costituenti i protoni e i neutroni, per il fatto che non risentono della forza di interazione nucleare forte.

== Atomi e molecole ==

L'elettrone è alla base delle proprietà di [[atomo|atomi]] e [[molecola|molecole]], che costituiscono l'oggetto di studio della [[fisica dello stato solido]].

=== Atomi ===

Negli atomi l'elettrone è confinato nell'intorno del [[nucleo atomico]] a causa della forza elettrostatica agente tra la particella ed il nucleo. Il numero di protoni posseduti dal nucleo, detto [[numero atomico]], è pari al numero di elettroni, situati negli [[orbitale atomico|orbitali atomici]]. Se il numero di elettroni è differente dal numero atomico l'atomo è detto [[ione]] e possiede una [[carica elettrica]].

Classicamente un elettrone che si muove di moto circolare uniforme attorno al nucleo, essendo accelerato, emette radiazione elettromagnetica per [[Radiazione di dipolo elettrico|effetto Larmor]], perdendo progressivamente energia e impattando sul nucleo. Questa previsione è stata successivamente smentita dalla meccanica quantistica: nel [[1913]] l'introduzione del [[modello atomico di Bohr]] ha fornito una descrizione semiclassica del modello atomico, nella quale un elettrone può muoversi soltanto su alcune determinate orbite non-radiative caratterizzate da precisi valori dell'energia e del momento angolare. Successivamente la [[meccanica quantistica]] ha costruito una descrizione completa dell'atomo sostituendo alla traiettoria classica la [[funzione d'onda]], che fornisce la probabilità di trovare un elettrone in una data posizione nello spazio.

Attraverso la funzione d'onda è possibile descrivere completamente gli [[orbitale|orbitali]] atomici: il numero e le caratteristiche degli orbitali atomici sono deducibili dalla soluzione dell'[[equazione di Schrödinger]] per la funzione d'onda di un elettrone confinato nel [[potenziale elettrico]] generato dal nucleo. I [[numero quantico|numeri quantici]] che caratterizzano gli elettroni in un orbitale, che assumono un insieme discreto di valori, sono:

* Il [[numero quantico principale]] ''n'', che definisce il [[livello energetico]] ed il numero totale di nodi, considerando come nodo anche una superficie sferica a distanza infinita dal nucleo. Può assumere valori [[numero intero|interi]] non inferiori a 1. L'energia di un elettrone nell'atomo nei semplici modelli non relativistici dipende unicamente da questo numero.

* Il [[numero quantico azimutale]] ''l'', o ''numero quantico angolare'', che definisce il [[momento angolare orbitale]]. Può assumere valori interi positivi compresi tra 0 ed ''n-1'' e sulla base di questa osservabile è possibile determinare informazioni circa il numero di nodi non sferici e, indirettamente, sulla simmetria dell'orbitale.

* Il [[numero quantico azimutale#Numero quantico magnetico|numero quantico magnetico]] ''m_l'', che definisce la componente ''z'' del momento angolare orbitale. Può assumere valori interi compresi tra +''l'' e -''l'' ed è responsabile della geometria degli orbitali.

* Il [[numero quantico di spin]] ''m_s'', associato alla componente z dello spin dell'elettrone. Può assumere solo due valori, +1/2 o -1/2 in unità di ħ.

Questa descrizione vale esattamente per l'[[atomo di idrogeno]], mentre per gli atomi con più elettroni è necessario effettuare delle approssimazioni a causa dell'impossibilità di risolvere esattamente l'[[equazione di Schrödinger]] per via analitica. Le approssimazioni più utilizzate sono il [[metodo di Hartree-Fock]], che sfrutta la possibilità di scrivere la funzione d'onda degli elettroni come un [[determinante di Slater]], l'[[accoppiamento di Russell-Saunders]] e l'[[accoppiamento jj]], che invece riescono ad approssimare l'effetto dovuto all'[[interazione spin-orbita]] nel caso di nuclei rispettivamente leggeri<ref>Per atomo leggero si intende un numero atomio minore di 30.</ref> e pesanti.

Per il [[principio di esclusione di Pauli]] due o più elettroni non possono trovarsi nel medesimo stato, cioè non possono essere descritti dai medesimi numeri quantici. Questo fatto determina la distribuzione elettronica negli orbitali.

[[File:Hydrogen Density Plots.png|right|thumb|280px|alt=Tabella in cui in ciascuna cella è disegnata la densità di probabilità con un colore che ne indica il rispettivo valore.|[[Funzione d'onda]] elettronica dei primi orbitali dell'[[atomo di idrogeno]].]]

Gli orbitali sono occupati dagli elettroni in modo crescente rispetto all'energia o equivalentemente al crescere del numero quantico principale, a partire dall'orbitale a energia più bassa, detto [[stato fondamentale]], a quello di energia maggiore. Lo stato di momento angolare è definito dal numero quantico azimutale l, corrispondente all'autovalore della parte angolare dell'hamiltoniana. Il numero quantico magnetico può assumere valori interi compresi tra -''l'' e +''l'': il numero di tali valori è il numero delle coppie di elettroni, con valore di spin opposto, che possiedono il medesimo numero quantico azimutale.

La disposizione degli elettroni è quindi dovuta al fatto che ad ogni livello energetico corrisponde un numero crescente di possibili valori del numero quantico azimutale, ad ogni valore del numero quantico azimutale corrispondono ''2l + 1'' valori di ''m_l'', e ad ogni valore di ''m_l'' corrispondono i due valori possibili di spin.

Per ogni livello energetico ogni configurazione possibile è caratterizzata da un'energia, e la disposizione degli elettroni al crescere del numero atomico si svolge al crescere di essa.

All'interno della nuvola elettronica è possibile che un elettrone effettui una transizione da un orbitale ad un altro principalmente attraverso l'emissione o l'assorbimento [[fotone|fotoni]], i quanti di energia,<ref>{{cita|Mulliken|pp. 13-24.|mulliken}}</ref> ma anche in seguito alla collisione con altre particelle o tramite l'[[effetto Auger]].<ref>{{cita|Burhop|pp. 2-3.|burhop}}</ref> Quando un elettrone acquista un'energia pari alla differenza di energia con uno stato non occupato all'interno degli orbitali, esso effettua una transizione in tale stato. Una delle applicazioni più importanti di tale fenomeno è l'[[effetto fotoelettrico]], in cui l'energia fornita da un fotone è tale da separare l'elettrone dall'atomo.<ref name="grupen">{{cita conferenza|cognome=Grupen|nome=Claus|titolo=Physics of Particle Detection|conferenza=AIP Conference Proceedings, Instrumentation in Elementary Particle Physics, VIII|pagine=3-34|volume=536|editore=Dordrecht, D. Reidel Publishing Company|data=28 giugno – 10 luglio, 1999|città=Istanbul|doi=10.1063/1.1361756}}</ref> Dal momento che l'elettrone è carico, poi, il suo moto attorno al nucleo, che in una descrizione semiclassica è [[Moto circolare#Moto circolare uniforme|circolare uniforme]], produce un [[Momento magnetico|momento]] di [[dipolo magnetico]] proporzionale al momento angolare orbitale. Il momento magnetico totale di un atomo è equivalente alla somma vettoriale dei momenti di dipolo magnetici e di spin di tutti i suoi elettroni e dei costituenti del nucleo. Il momento magnetico dei costituenti del nucleo è tuttavia trascurabile rispetto a quello degli elettroni.<ref>{{cita|Jiles|pp. 280-287.|jiles}}</ref> L'interazione tra il momento di dipolo magnetico ed il momento di spin è descritto dall'[[interazione spin-orbita]], mentre l'interazione con un campo magnetico esterno è descritta dai limiti di [[Effetto Paschen-Back|Paschen-Back]] e [[Effetto Zeeman|Zeeman]], a seconda che l'interazione spin-orbita sia rispettivamente trascurabile o meno rispetto al campo applicato.

=== Molecole e composti ionici ===

Nelle [[molecole]] gli atomi sono uniti dal [[legame chimico]] [[legame covalente|covalente]], in cui uno o più elettroni sono condivisi fra due o più atomi.<ref>{{cita|Löwdin, Brändas e Kryachko|pp. 393-394.|olov}}</ref> In una molecola gli elettroni si muovono sotto l'influenza attrattiva dei nuclei ed il loro stato è descritto da orbitali molecolari, più grandi e complessi di quelli di un atomo isolato, che in prima approssimazione si possono ottenere attraverso la sommatoria di più orbitali degli atomi considerati singolarmente.<ref>{{cita|McQuarrie e Simon|pp. 280-287.|mcQuarrie}}</ref> Differenti orbitali molecolari hanno differenti distribuzioni spaziali di densità di probabilità: nel caso di una molecola costituita da due atomi, per esempio, gli elettroni che ne formano l'eventuale legame si troveranno con maggiore probabilità in una ristretta regione posta fra i due nuclei.<ref>{{cita|Daudel|pp. 1310-1320.|daudel}}</ref>

Un [[composto ionico]] può essere definito come un [[composto chimico]] formato da [[ione|ioni]], atomi o gruppi di atomi con carica elettrica complessiva neutra.

Alla base dei composti ionici vi è il [[legame ionico]], di natura [[elettrostatica]], che si forma quando le caratteristiche chimico-fisiche dei due atomi sono nettamente differenti e vi è una notevole differenza di [[elettronegatività]]. Per convenzione si suole riconoscere un legame ionico tra due atomi quando la differenza di elettronegatività Δχ è maggiore di 1,9. Al diminuire di tale differenza cresce il carattere covalente del legame.

== Conduttività ==

[[File:Lightning over Oradea Romania cropped.jpg|right|thumb|alt=Four bolts of lightning strike the ground|Un [[fulmine]] consiste principalmente in un flusso di elettroni.<ref>{{cita libro

|autore=Rakov, Vladimir A.; Uman, Martin A.

|titolo=Lightning: Physics and Effects|pagina=4

|editore=Cambridge University Press|anno=2007

|id=ISBN 0-521-03541-4|url=http://books.google.com/books?id=TuMa5lAa3RAC&pg=PA4}}</ref> Il potenziale elettrico necessario per il lampo deve essere generato dall'[[effetto triboelettrico]].<ref>{{cite journal

|last=Freeman|first=Gordon R.

|title=Triboelectricity and some associated phenomena

|journal=Materials science and technology

|year=1999|volume=15|issue=12

|pages=1454–1458}}</ref><ref>{{cite article

|author=Forward, Keith M.; Lacks, Daniel J.; Sankaran, R. Mohan

|title=Methodology for studying particle–particle triboelectrification in granular materials

|journal=Journal of Electrostatics|volume=67|year=2009|pages=178–183

|doi=10.1016/j.elstat.2008.12.002

|issue=2–3}}</ref>]]

Se un corpo ha più o meno elettroni di quelli richiesti a bilanciare la carica positiva dei nuclei, allora l'oggetto ha una carica elettrica netta. Quando c'è un eccesso di elettroni, l'oggetto è detto carico negativamente. Quando ci sono meno elettroni che protoni nei nuclei il corpo è detto positivamente carico. Quando il numero di elettroni e il numero di protoni sono uguali, le loro cariche si cancellano a vicenda e l'oggetto è detto elettricamente neutro. Un corpo macroscopico può sviluppare una carica elettrica attraverso lo sfregamento, per via dell'[[effetto triboelettrico]].<ref>{{cita libro

|cognome=Weinberg|nome=Steven|anno=2003

|titolo=The Discovery of Subatomic Particles

|editore=Cambridge University Press|pagine=15–16

|id=ISBN 0-521-82351-X|url=http://books.google.com/books?id=tDpwhp2lOKMC&pg=PA15}}</ref>

Gli elettroni indipendenti che si muovono nel vuoto sono detti elettroni ''liberi''. Anche gli elettroni nei metalli hanno un comportamento simile a quelli liberi. In realtà le particelle che sono comunemente chiamate elettroni nei metalli o in altri solidi sono delle [[quasiparticella|quasi-particelle]], che hanno la stessa carica elettrica, spin e momento magnetico dei reali elettroni, ma che al contrario hanno differente massa.<ref name="Liang-fu Lou">{{cita libro|cognome=Lou|nome=Liang-fu|titolo=Introduction to phonons and electrons|id=ISBN 978-981-238-461-4|url=http://books.google.com/books?id=XMv-vfsoRF8C&pg=PA162|anno=2003|editore=World Scientific|pagine=162,164}}</ref> Quando gli elettroni liberi si muovono, o nel vuoto o in un metallo, generano un flusso di carica chiamato [[corrente elettrica]], che genera un campo magnetico, nello stesso modo in cui un campo magnetico può generare corrente elettrica. Questo tipo di interazioni sono descritte matematicamente dalle [[equazioni di Maxwell]].<ref>{{cita libro

|nome=Bhag S.|cognome=Guru|coautori=Hızıroğlu, Hüseyin R.

|anno=2004|titolo=Electromagnetic Field Theory

|pagine=138, 276|editore=Cambridge University Press

|id=ISBN 0-521-83016-8|url=http://books.google.com/books?id=b2f8rCngSuAC&pg=PA138}}</ref>

A una data temperatura, ciascun materiale ha una [[conducibilità elettrica]], che determina il valore della corrente quando è applicato un [[potenziale elettrico]]. Esempi di buoni conduttori, materiali capaci di far scorrere facilmente al proprio interno [[elettricità]], sono i metalli come il [[rame]] e l'[[oro]], mentre vetro e [[plastica]] sono cattivi conduttori. In ciascun materiale [[dielettrico]], gli elettroni rimangono confinati ai loro rispettivi nuclei e il materiale ha quindi le caratteristiche globali di un isolante elettrico. La gran parte dei semiconduttori ha un livello variabile di conducibilità che si trova nell'intorno fra i valori estremi di conduzione e isolante.<ref>{{cita libro

|nome=M. K.|cognome=Achuthan|coautori=Bhat, K. N.

|titolo=Fundamentals of Semiconductor Devices

|anno=2007|editore=Tata McGraw-Hill|pagine=49–67

|id=ISBN 0-07-061220-X|url=http://books.google.com/books?id=REQkwBF4cVoC&pg=PA49}}</ref> All'opposto, i [[metallo|metalli]] hanno un struttura elettronica a bande in cui alcune di questo sono parzialmente riempite dagli elettroni. La presenza di queste bande permette agli elettroni nei metalli di muoversi come elettroni liberi o delocalizzati. Questi elettroni non sono associati a uno specifico atomo e quindi, quando è applicato un campo elettrico, si muovono liberamente come un gas (chiamato [[gas di Fermi]]),<ref name="ziman">{{cita libro

|first=J. M.|last=Ziman|year=2001|title=Electrons and Phonons: The Theory of Transport Phenomena in Solids

|publisher=Oxford University Press|page=260

|isbn=0198507798|url=http://books.google.com/books?id=UtEy63pjngsC&pg=PA260}}</ref> lungo il materiale come gli elettroni liberi nel vuoto.

A causa delle collisioni fra elettroni e atomi, la [[velocità di deriva]] degli elettroni in un conduttore è dell'ordine di pochi millimetri per secondo. Ciò nonostante, la velocità alla quale un cambiamento di corrente in un punto del materiale causa cambiamenti di corrente in un altro punto del materiale, la velocità di propagazione, è tipicamente di circa il 75% della velocità della luce.<ref>{{cite journal

|last=Main|first=Peter|date=1993-06-12

|title=When electrons go with the flow: Remove the obstacles that create electrical resistance, and you get ballistic electrons and a quantum surprise

|journal=New Scientist|volume=1887|page=30|url=http://www.newscientist.com/article/mg13818774.500-when-electrons-go-with-the-flow-remove-the-obstacles-thatcreate-electrical-resistance-and-you-get-ballistic-electrons-and-a-quantumsurprise.html

|accessdate=2008-10-09}}</ref> Questo accade perché i segnali elettrici si propagano come onde, con una velocità dipendente dalla [[costante dielettrica]] del materiale.<ref>{{cita libro

|first=Glenn R.|last=Blackwell|year=2000

|title=The Electronic Packaging Handbook

|pages=6.39–6.40

|publisher=CRC Press|isbn=0849385911|url=http://books.google.com/books?id=D0PBG53PQlUC&pg=SA6-PA39}}</ref>

I metalli sono spesso relativamente buoni conduttori di calore, principalmente per il motivo che gli elettroni delocalizzati sono liberi di trasportare energia termica fra gli atomi. Nonostante questo, al contrario della conducibilità elettrica, la conducibilità termica è quasi indipendente dalla temperatura. Questo è espresso matematicamente dalla [[legge di Wiedemann-Franz]],<ref name="ziman" /> che dice che il rapporto fra la [[conduttività termica]] e la conduttività elettrica è proporzionale alla temperatura. Il disordine termico nel reticolo cristallino del metallo causa un aumento della [[resistività]] del materiale, producendo quindi la dipendenza dalla temperatura per la corrente elettrica.<ref name="durrant">{{cita libro

|first=Alan|last=Durrant|year=2000|isbn=0750307218

|title=Quantum Physics of Matter: The Physical World

|pages=43, 71–78|publisher=CRC Press|page=http://books.google.com/books?id=F0JmHRkJHiUC&pg=PA43}}</ref>

Quando i materiali sono raffreddati al di sotto di un punto chiamato [[temperatura critica]], questi possono avere una transizione di fase dopo la quale perdono tutta la resistività alla corrente elettrica, in un processo noto come [[superconduttività]]. Nella [[teoria BCS]], questo andamento è modellato da coppie di elettroni che entrano in uno stato quantico noto come [[condensato di Bose - Einstein]]. Queste [[coppie di Cooper]] si accoppiano nel loro moto nella materia per mezzo delle vibrazioni di reticolo chiamate [[fonone|fononi]], e quindi evitano le collisioni con gli atomi che normalmente creano la resistenza elettrica.<ref>{{cite web

|author=Staff|year=2008|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1972/

|title=The Nobel Prize in Physics 1972

|publisher=The Nobel Foundation

|accessdate=2008-10-13}}</ref> (Le coppie di Cooper hanno un raggio di circa 100&nbsp;nm, quindi si possono scavalcare a vicenda.)<ref>{{cite journal

|last=Kadin|first=Alan M.

|title=Spatial Structure of the Cooper Pair

|journal=Journal of Superconductivity and Novel Magnetism

|year=2007|volume=20|issue=4|pages=285–292

|id={{arxiv|cond-mat|0510279}}

|accessdate=2008-10-13

|doi=10.1007/s10948-006-0198-z}}</ref> Nonostante questo, il meccanismo per il quale si formano superconduttori ad alte temperature rimane incerto.

Gli elettroni all'interno dei solidi conduttivi, che sono a loro volta quasi-particelle, quando sono strettamente confinati intorno a temperature vicine alle [[zero assoluto]], si comportano globalmente come due nuove differenti quasi-particelle: [[spinone (fisica)|spinoni]] e [[olone (fisica)|oloni]].<ref>{{cite web

|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090730141607.htm

|title=Discovery About Behavior Of Building Block Of Nature Could Lead To Computer Revolution

|date=2009-07-31|work=ScienceDaily.com

|accessdate=2009-08-01

}}</ref><ref>{{cite journal

|last=Jompol|first=Yodchay

|date=2009-07-31|title=Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid

|journal=Science|volume=325|issue=5940

|pages=597–601|doi=10.1126/science.1171769

|url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/325/5940/597|accessdate=2009-08-01

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|last2=Ford

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|last9=Schofield

|first9=AJ}}</ref> Il primo trasporta spin e il momento magnetico, mentre il secondo la carica elettrica.

== Particelle virtuali ==

{{vedi anche|Particella virtuale}}

Le particelle virtuali sono state introdotte dal fisico [[Regno Unito|britannico]] [[Paul Dirac]] nel [[1930]] per risolvere il problema posto dagli stati quantistici a energia negativa, non limitata inferiormente, previsti dell'[[equazione di Dirac]] per elettroni relativistici. L'interazione tra le particelle reali avviene tramite lo scambio di particelle virtuali, ritenute così responsabili delle [[interazioni fondamentali]].

[[File:Virtual pairs near electron.png|190px|right|thumb|Rappresentazione schematica della creazione di coppie virtuali elettrone-positrone, che compaiono casualmente nell'intorno di un elettrone, rappresentato in basso a sinistra.]]

Secondo la [[Teoria quantistica dei campi|teoria dei campi quantistica]] nei processi di [[decadimento particellare|decadimento]] una particella si scinde in altre particelle, fra le quali una chiamata mediatrice di forza, molto massiva, che decade a sua volta in due o più particelle di massa minore. Le particelle intermedie che caratterizzano il primo decadimento sono dette particelle virtuali, ed hanno una vita media molto breve. Nel vuoto, a causa delle fluttuazioni quantistiche, secondo meccanismi analoghi, sono create coppie di particelle virtuali fra le quali vi sono l'elettrone e il positrone, che si annichilano in breve tempo.<ref>{{cita web

|autore=Gordon Kane|data=9 ottobre 2006|url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=are-virtual-particles-rea&topicID=13

|titolo=Are virtual particles really constantly popping in and out of existence? Or are they merely a mathematical bookkeeping device for quantum mechanics?|editore=scientificamerican.com|accesso=9 aprile 2010}}</ref> In base al [[principio di indeterminazione di Heisenberg]] la variazione dell'energia necessaria a produrre la coppia di particelle e la loro vita media non si possono conoscere contemporaneamente,<ref>Nello specifico si ha che Δ''E''·Δ''t''&nbsp;≥&nbsp;''ħ''</ref><ref>{{cita|Taylor|p. 464.|taylor}}</ref> tuttavia se la vita media è estremamente breve l'incertezza riguardo all'energia è molto ampia, ed il processo può avvenire senza violare la conservazione dell'energia.

L'introduzione delle particelle virtuali è responsabile delle proprietà del vuoto, come la sua [[polarizzazione del vuoto|polarizzazione]] e [[Permittività elettrica|permeabilità dielettrica]], superiore all'unità.<ref name="genz">{{cita|Genz|pp. 241-243, 245-247.|genz}}</ref><ref>{{cita web|autore=John Gribbin|data=25 gennaio 1997|titolo=More to electrons than meets the eye|editore=newscientist.com|url=http://www.newscientist.com/article/mg15320662.300-science--more-to-electrons-than-meets-the-eye.html|acceso=9-4-2010}}</ref> Questo tipo di polarizzazione è stata confermata sperimentalmente nel 1997 usando l'acceleratore giapponese TRISTAN.<ref>{{cita|Levine|pp. 424-427.|levine}}</ref> Le particelle virtuali causano inoltre una significativa differenza sulla massa effettiva dell'elettrone,<ref>{{cita conferenza|nome=Hitoshi|cognome=Murayama|titolo=Supersymmetry Breaking Made Easy, Viable and Generic|conferenza=Proceedings of the XLIInd Rencontres de Moriond on Electroweak Interactions and Unified Theories

|data= 10–17 marzo 2006|città=[[La Thuile (Italia)|La Thuile]]|id={{arxiv|0709.3041}}}} <!--—lists a 9% mass difference for an electron that is the size of the [[Planck distance]].--></ref> e la loro interazione spiega la piccola deviazione dal [[momento magnetico]] intrinseco dell'elettrone dal [[magnetone di Bohr]].<ref name=Hanneke/><ref>{{cita|Schwinger|pp. 416-417.|schwinger}}</ref><ref>{{cita|Huang|pp. 123-125.|huang}}</ref> I fotoni virtuali, responsabili del campo elettrico, permettono infatti all'elettrone di avere un moto agitato nell'intorno della sua traiettoria classica,<ref>{{cita|Foldy|pp. 29-36.|foldy}}</ref> che genera l'effetto globale di un moto circolare con una [[precessione]]. Questo moto produce sia lo [[spin]] che il momento magnetico dell'elettrone.<ref name="curtis74"/><ref>{{cita|Sidharth|pp. 497-506.|sidharth}}</ref> Negli atomi, poi, la creazione di fotoni virtuali spiega lo [[spostamento di Lamb]] osservato nelle linee spettrali ed il fenomeno del decadimento spontaneo di elettrone da uno stato eccitato ad uno di energia inferiore.<ref name="genz"/>

== Interazione con le forze fondamentali ==

L'elettrone genera un [[campo elettrico]] che esercita una forza attrattiva su particelle con una carica positiva, come il protone, e una forza repulsiva su particelle con carica negativa e l'intensità di questa forza è determinato dalla [[legge di Coulomb]]. Quando un elettrone è in movimento genera un [[campo magnetico]] e, tramite la [[legge di Ampère]], questo movimento rispetto all'osservatore viene messo in relazione al campo magnetico; è questa proprietà di induzione che fornisce il campo magnetico che permette il funzionamento del [[motore elettrico]].<ref>{{cita|Crowell|pp. 129-152.|crowell}}</ref> Il campo elettromagnetico di una particella carica in movimento è espresso dal [[potenziale di Liénard–Wiechert]], anche quando la velocità della particella è prossima a quella della luce.

[[File:Lorentz force.svg|200px|right|thumb|Una particella con carica ''q'' (a sinistra) si muove con velocità ''v'' in un campo magnetico ''B'' che è diretto verso l'osservatore. Per un elettrone ''q'' è negativo, perciò segue una traiettoria diretta verso l'alto.]]

Quando un elettrone è in moto in un campo magnetico è soggetto alla [[forza di Lorentz]] che esercita una variazione della direzione perpendicolare al piano definito dal campo magnetico e dalla velocità dell'elettrone e la [[forza centripeta]] che viene generata costringe l'elettrone a seguire una traiettoria [[Moto elicoidale uniforme|elicoidale]]. L'accelerazione che deriva da questo moto curvilineo, nel caso di velocità relativistiche, causa una radiazione di energia da parte dell'elettrone sotto forma di [[radiazione di sincrotrone]].<ref>{{cita|Munowitz|p. 160.|munowitz}}</ref><ref>{{cita|Mahadevan, Narayan e Yi|pp. 327-337.|mahadevan}}</ref><ref>La radiazione proveniente da elettroni non relativistici è a volte chiamata [[radiazione di ciclotrone]].</ref> L'emissione di energia causa a sua volta un rinculo dell'elettrone, conosciuto come [[forza di Abraham-Lorentz-Dirac]], il quale genera un attrito che lo rallenta; questa forza è generata da una retro-azione del campo dell'elettrone su se stesso.<ref>{{cita|Rohrlich|pp. 1109-1112.|rohrlich}}</ref>

In [[elettrodinamica quantistica]], l'interazione elettromagnetica tra le particelle è trasmessa dai [[fotoni]]: un elettrone isolato che non subisce un'accelerazione non è in grado di emettere o di assorbire un fotone reale, poiché così facendo violerebbe le leggi di [[Legge di conservazione dell'energia|conservazione dell'energia]] e della [[Legge di conservazione della quantità di moto|quantità di moto]]. Invece i fotoni virtuali possono trasferire la quantità di moto tra due particelle cariche ed è questo scambio di fotoni virtuali che genere, ad esempio, la forza di Coulomb.<ref>{{cita|Georgi|p. 427.|georgi}}</ref> L'emissione di energia può avvenire quando un elettrone viene deviato da una particella carica, come ad esempio un protone; l'accelerazione dell'elettrone porta all'emissione della radiazione di ''[[bremsstrahlung]]'', detta anche radiazione di frenamento.<ref>{{cita|Blumenthal|pp. 237-270.|blumenthal}}</ref>

[[File:Bremsstrahlung.svg|200px|thumb|left|La radiazione di ''bremsstrahlung'' è prodotta dall'elettrone ''e'' deviato da un campo elettrico prodotto da un nucleo atomico. La variazione di energia ''E''₂&nbsp;−&nbsp;''E''₁ determina la frequenza ''f'' del fotone emesso.]]

Una collisione anelastica tra un fotone e un elettrone libero produce l'[[effetto Compton]]: questo urto porta ad un trasferimento dell'energia e della quantità di moto tra le particelle, che porta alla variazione della lunghezza d'onda del fotone incidente.<ref>Il cambiamento della lunghezza d'onda Δ''λ'' dipende dall'angolo di rinculo ''θ'' dalla seguente relazione:

:<math>\textstyle \Delta \lambda = \frac{h}{m_ec} (1 - \cos \theta),</math>

dove ''c'' è la velocità della luce nel vuoto e ''m''_e la massa dell'elettrone.</ref> Il valore massimo di questa variazione della lunghezza d'onda è ''h''/''m''_ec, che è noto come [[lunghezza d'onda Compton]], che per l'elettrone vale {{M|2,43|e=−12|-|m}}.<ref>{{cita web|url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ecomwl|search_for=Compton+wavelength|titolo=Compton wavelength λ<sub>c>/sub>|editore=physics.nist.gov|accesso=11 aprile 2010|lingua=en}}</ref> Se la lunghezza d'onda della luce incidente è sufficientemente lunga, come ad esempio quella della [[luce visibile]] che ha una lunghezza d'onda che va da {{M|0,4|e=−6|-|}} a {{M|0,7|e=−6|-|m}}, la variazione della lunghezza d'onda dovuta all'effetto Compton diventa trascurabile e l'interazione tra radiazione e particelle può essere descritta tramite lo [[scattering Thomson]].<ref>{{cita|Chen, Maksimchuk e Umstadter|pp. 653-655.|blumenthal}}</ref>

La forza dell'interazione elettromagnetica tra due particelle cariche è data dalla [[costante di struttura fine]] α che è una quantità adimensionale formata dal rapporto di due contributi energetici: l'energia elettrostatica di attrazione o repulsione data dalla separazione di una lunghezza d'onda Compton e dall'energia a riposo della carica. Il suo valore è {{M|7,297353|e=−3|-|}}, che è possibile approssimare con la frazione 1/137.<ref>{{cita web|url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?alph|search_for=fine+structure+costant|titolo=Fine-structure constant α|editore=physics.nist.gov|accesso=11 aprile 2010|lingua=en}}</ref>

Quando elettroni e i positroni collidono si [[Annichilazione|annichilano]] l'un l'altro, originando due o più fotoni dei [[raggi gamma]]. Se invece la quantità di moto dell'elettrone e del positrone è trascurabile si può formare il [[positronio]] prima che il processo di annichilamento porti alla formazione di due o tre fotoni dei raggi gamma con un'energia totale di 1,022 MeV.<ref>{{cita|Beringer e Montgomery|pp. 222-224.|beringer}}</ref><ref>{{cita|Wilson e Buffa|p. 888.|wilson2}}</ref> D'altra parte i fotoni molto energetici possono trasformarsi in un elettrone e in un positrone tramite un processo chiamato [[produzione di coppia]], ma questo avviene solo in presenza di una particella carina nelle vicinanze, come un nucleo atomico.<ref>{{cita|Eichler|p. 67-72.|eichler}}</ref><ref>{{cita|Hubbell|p. 614-623.|hubbell}}</ref>

Nella teoria dell'[[interazione elettrodebole]] la componente sinistrorsa della funzione d'onda dell'elettrone forma un doppietto di [[isospin debole]] con il [[neutrino elettronico]], vale a dire che a causa dell'interazione elettrodebole il neutrino si comporta come un elettrone. Ciascuna componente di questo doppietto può subire l'interazione della [[corrente debole carica]] tramite l'emissione o l'assorbimento di un [[bosone W]] e può essere trasformata nell'altra componente. La carica è conservata durante questo processo poiché anche il bosone W porta una carica che annulla ogni variazione netta durante la reazione. Le interazioni della corrente debole carica sono responsabili del [[decadimento beta]] negli atomi [[radioattività|radioattivi]]. Sia l'elettrone che il neutrino possono subire l'interazione della [[corrente debole neutra]] tramite uno scambio di [[bosone Z|bosoni Z]] e questo è responsabile dello [[scattering elastico]] tra elettrone e neutrino.<ref>{{cita conferenza|cognome=Quigg|nome=Chris|titolo=The Electroweak Theory|conferenza=TASI 2000: Flavor Physics for the Millennium

|pagine=80|editore=arXiv|data=4-30 giugno 2000|città=[[Boulder (Colorado)|Boulder]]|id={{arxiv|hep-ph|0204104v1}}}}</ref>

== Moto ed energia ==

In base alla [[relatività speciale]] quando la velocità di una particella si avvicina a quella della luce la [[massa relativistica]] aumenta dal punto di vista di un osservatore esterno, di conseguenza è necessaria una forza sempre più intensa per mantenere costante l'accelerazione. In questo modo un elettrone non può mai raggiungere la velocità della luce, essendo richiesta un'energia infinita. Nel caso di un elettrone che si muove ad una velocità molto vicina a quella della luce ''c'' nel vuoto inserito in un mezzo dielettrico, ad esempio l'[[acqua]], essendo in tal mezzo la velocità locale della luce significativamente minore di quella dell'elettrone, l'interazione con esso può generare un fronte d'onda di luce compatto causato dall'[[effetto Čerenkov]]. Tale effetto è simile al [[boom sonico]], che accade quando un oggetto superare la [[velocità del suono]].

[[File:Lorentz factor.svg|200px|thumb|right|Il fattore di Lorentz in funzione della velocità. Partendo dal valore 1 raggiunge l'infinito quando ''v'' si avvicina a ''c''.]]

L'effetto della relatività speciale è basato su una quantità nota come [[fattore di Lorentz]], definita da:

:<math>\scriptstyle\gamma= \frac {1}{\sqrt{ 1-{v^2}/{c^2}} }</math>

dove ''v'' è la velocità della particella.

L'energia cinetica ''K''_e di un elettrone che si muove con velocità ''v'' è:

:<math>\displaystyle K_e = (\gamma - 1)m_e c^2,</math>

dome ''m''_e è la massa a riposo dell'elettrone. Per esempio, l'[[SLAC|acceleratore lineare di Stanford]] può accelerare un elettrone a circa 51&nbsp;GeV.<ref>{{cita web|url=http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/relativity.html|titolo=Special Relativity|editore=slac.stanford.edu|accesso=5 aprile 2010|lingua=en}}</ref> Questo fornisce un valore per ''γ'' vicino a 100&nbsp;000, dal momento che la massa a riposo dell'elettrone è circa 0,51 MeV/c². La [[Quantità di moto#Quantità di moto in meccanica relativistica|quantità di moto relativistica]] è 100&nbsp;000 volte la quantità di moto dell'elettrone che la meccanica classica prevederebbe alla stessa velocità.<ref>Risolvendo per la velocità dell'elettrone, e usando l'approssimazione di grandi ''γ'', si ottiene:

:<math>\begin{alignat}{2}

v & = c\sqrt{1\ - \gamma^{-2}} \\

& \approx c\left(1 - 0.5 \gamma^{-2}\right) \\

& = 0.999\,999\,999\,95\,c. \\

\end{alignat}</math></ref>

Dal momento che l'elettrone ha anche un comportamento ondulatorio, a una data velocità esso ha una caratteristica [[Ipotesi di de Broglie|lunghezza d'onda di de Broglie]]. Questa è data da ''λ''_e&nbsp;=&nbsp;''h''/''p'' dove ''h'' è la [[costante di Planck]] e ''p'' è la quantità di moto.<ref name="de_broglie"/> Per energie di 51&nbsp;GeV dell'elettrone, come quelle raggiunte dall'acceleratore SLAC, la lunghezza d'onda è di circa {{M|2,4|e=−17|-|m}}, piccola a sufficienza per esplorare la scala infinitesima del nucleo atomico e dei protoni.<ref>{{cita|Adams|p. 215.|adams}}</ref>

== Formazione ==

[[File:Pairproduction.png|220px|right|thumb|[[Produzione di coppia]] causata dalla collisione di un fotone con un nucleo atomico.]]

La teoria del [[Big Bang]] più comunemente accettata dagli scienziati per spiegare per spiegare gli istanti iniziali dell'evoluzione dell'universo:<ref>{{cita libro|autore=Paul F. Lurquin|anno=2003|titolo=The Origins of Life and the Universe|pagina=2|editore=Columbia University Press|id=ISBN 0-231-12655-7}}</ref> nel primo millisecondo dell'esistenza dell'universo noto, la temperatura era di circa un miliardo di [[kelvin]] e i fotoni avevano un'energia media nell'ordine del milione di [[elettronvolt]]; questi fotoni erano sufficientemente energetici da poter reagire l'un l'altro per formare coppie di elettroni e positroni:

:<math>\gamma + \gamma \leftrightharpoons \mathrm e^{+} + \mathrm e^{-},</math>

dove <math>\gamma</math> è il fotone, <math>e^{+}</math> è il positrone e <math>e^{-}</math> è l'elettrone. Contemporaneamente le coppie elettrone-positrone si annichilivano e producevano fotoni energetici. I due processi erano in equilibrio durante la prima fase di evoluzione dell'universo, ma dopo 15 secondi la temperatura dell'universo calò sotto la soglia di formazione delle coppie di elettroni-positroni. La maggior parte degli elettroni e positroni rimasti si annichilirono e producendo [[raggi gamma]] che in breve tempo irradiarono l'universo.<ref>{{cita libro|autore=Joseph Silk|anno=2000|titolo=The Big Bang: The Creation and Evolution of the Universe|edizione=3ª|pagine=110–112, 134–137|editore=Macmillan|id=ISBN 0-8050-7256-X}}</ref>

Per ragioni non ancora ben comprese, durante il processo di [[leptogenesi]] vi era un numero maggiore di elettroni rispetto a quello dei positroni,<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Christianto|nome=Vic|title=Thirty Unsolved Problems in the Physics of Elementary Particles|rivista=Progress in Physics|anno=2007|volume=4|pagine=112–114|url=http://www.ptep-online.com/index_files/2007/PP-11-16.PDF|formato=PDF}}</ref> perciò circa un elettrone ogni miliardo sopravvisse durante il processo di annichilazione. Questo eccesso era in egual misura a quello dei protoni sugli [[Antiprotone|antiprotoni]], in una condizione nota come [[asimmetria barionica]], perciò la carica netta presente nell'universo risultava nulla.<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Kolb|nome=Edward W.|titolo=The Development of Baryon Asymmetry in the Early Universe|rivista=Physics Letters B|data=7 aprile 1980|volume=91|numero=2|pagine=217–221|doi=10.1016/0370-2693(80)90435-9}}</ref><ref>{{cita web|autore=Eric Sather|anno=1996|url=http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/26/1/26-1-sather.pdf|formato=PDF|titolo=The Mystery of Matter Asymmetry|publisher=slac.stanford.edu|accesso=12 aprile 2010}}</ref> I protoni e i neutroni superstiti iniziarono a interagire in un processo noto come [[nucleosintesi]], durato fino a circa 5 minuti dopo l'istante iniziale, in cui si assistette alla formazione dei nuclei degli isotopi di [[idrogeno]], [[elio]] e in minima parte [[litio]].<ref>{{cita web|autore=Scott Burles|coautori=Kenneth M. Nollett; Michael S. Turner|url={{arxiv|astro-ph|9903300}}|titolo=Big-Bang Nucleosynthesis: Linking Inner Space and Outer Space|data=19 marzo 1999|editore=arXiv, University of Chicago|accesso=12 aprile 2010}}</ref> I neutroni rimasti subirono il [[decadimento beta]], con una vita media di circa quindici minuti, con la formazione di un protone, un elettrone e un antineutrino:

:<math>\mathrm n \Rightarrow \mathrm p + \mathrm e^{-} + \bar{\mathrm \nu}_\mathrm e,</math>

dove <math>n</math> è il neutrone, <math>p</math> è il protone e <math>\bar{\mathrm \nu}_\mathrm e</math> è l'antineutrino elettronico. Per i successivi {{tutto attaccato|300 000-400 000 anni}} gli elettroni liberi erano troppo energetici per legarsi ai nuclei atomici;<ref>{{cita pubblicazione|cognome=Boesgaard|nome=A.M.|coautore=G. Steigman|titolo=Big bang nucleosynthesis – Theories and observations|rivista=Annual review of astronomy and astrophysics|anno=1985|volume=23|numero=2|pagine=319–378|url=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?1985ARA%26A..23..319B|doi=10.1146/annurev.aa.23.090185.001535}}</ref> seguì dunque un processo di ricombinazione, in cui gli elettroni si legarono ai nuclei atomici per formare atomi elettricamente neutri e a causa di ciò l'universo divenne trasparente alla radiazione elettromagnetica.<ref name="science5789">{{cita pubblicazione|cognome=Barkana|nome=Rennan|titolo=The First Stars in the Universe and Cosmic Reionization|rivista=[[Science]]|data=18 agosto 2006|volume=313|numero=5789|pagine=931–934|url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/313/5789/931|doi=10.1126/science.1125644|pmid=16917052}}</ref>

== Osservazioni ==

[[File:Aurore australe - Aurora australis.jpg|200px|right|thumb|L'[[Aurora polare]] è principalmente causata dagli elettroni energetici che precipitano nell'atmosfera.<ref>{{cita web|autore=Stuart Wolpert|data=24 luglio 2008|titolo=Scientists solve 30-year-old aurora borealis mystery

|editore=universityofcalifornia.edu|url=http://www.universityofcalifornia.edu/news/article/18277|accesso=12 aprile 2010|lingua=en}}</ref>]]

L'osservazione remota di elettroni richiede il rilevamento delle loro energia irradiata. Per esempio, nell'ambiente ad alta energia come la [[corona solare|corona]] di una stella, gli elettroni liberi formano un [[Fisica del plasma|plasma]] che emette energia per gli effetti di [[Bremsstrahlung]]. Il gas elettronico può formare delle oscillazioni di plasma le cui onde causate dalla sincronizzazione delle variazioni in densità degli elettroni, e queste possono produrre emissioni di energia che possono essere rilevate usando i [[radiotelescopi]].<ref>{{cite journal

|last=Gurnett|first=Donald A.

|title=Electron Plasma Oscillations Associated with Type III Radio Bursts|journal=Science|date=1976-12-10|volume=194

|issue=4270|pages=1159–1162

|doi=10.1126/science.194.4270.1159

|pmid=17790910

|last2=Anderson

|first2=RR}}</ref>

La [[frequenza]] di un [[fotone]] è proporzionale alla sua energia. Un elettrone confinato a muoversi attorno ad un nucleo può transire fra i diversi livelli energetici di questo consentiti, assorbendo o emettendo fotoni di frequenza caratteristica. Per esempio, quando un atomo è irraggiato da una sorgente con uno spettro continuo, appariranno delle distinte linee spettrali per la radiazione trasmessa. Ciascun elemento o molecola esibisce un insieme caratteristico proprio di serie di linee spettrali, che lo distinguono dagli altri atomi, come per esempio il noto caso delle serie dello spettro dell'atomo di [[idrogeno]]. La [[spettroscopia]] studia l'intensità e la lunghezza di queste linee e le mette in correlazione con le proprietà fisico-chimiche delle sostanza in analisi.<ref>{{cite web

|last=Martin|first=W. C.

|coauthors=Wiese, W. L.|month=May|year=2007

|url=http://physics.nist.gov/Pubs/AtSpec/

|title=Atomic Spectroscopy: A Compendium of Basic Ideas, Notation, Data, and Formulas|publisher=National Institute of Standards and Technology|accessdate=2007-01-08

}}</ref><ref>{{cita libro

|cognome=Fowles|nome=Grant R.|anno=1989

|titolo=Introduction to Modern Optics

|editore=Courier Dover Publications

|id=ISBN 0-486-65957-7|pagine=227–233}}</ref>

In condizioni di laboratorio, l'interazione di elettroni individuali possono essere osservate con l'uso di [[Rivelatore di particelle|rilevatori di particelle]], che permettono misure precise di specifiche proprietà come energia, spin e carica elettrica<ref>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. La Thuile, Italy. [[arXiv]]:[http://arxiv.org/abs/0709.3041 0709.3041]. —lists a 9% mass difference for an electron that is the size of the Planck distance.</ref>. Lo sviluppo di focalizzatori a quadrupolo ha permesso di contenere particelle in piccole regioni dello spazio per lunghi periodi. Questo ha permesso la misura precisa delle proprietà particellari. Per esempio in una misurazione si è riusciti a contenere un singolo elettrone per un periodo di dieci mesi.<ref name="nobel1989">{{cite web

|author=Staff|year=2008|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/illpres/

|title=The Nobel Prize in Physics 1989

|publisher=The Nobel Foundation

|accessdate=2008-09-24}}</ref> Il momento magnetico di un elettrone fu misurato con una precisione di 11 cifre significative, che, nel 1980, è la misura migliore di una costante fisica.<ref>{{cite journal

|last=Ekstrom|first=Philip

|title=The isolated Electron

|journal=Scientific American|year=1980

|volume=243|issue=2|pages=91–101

|url=http://tf.nist.gov/general/pdf/166.pdf

|format=PDF| accessdate=2008-09-24}}</ref>

La prima immagine video della distribuzione di energia di un elettrone è stata catturata da un team dell'università di Lund in Svezia, nel febbario 2008. Gli scienziati hanno usato flash estremamente piccoli di luce, che hanno permesso di osservare il moto di un elettrone per la prima volta.<ref>{{cite web

|last=Mauritsson|first=Johan

|url=http://www.atto.fysik.lth.se/video/pressrelen.pdf

|title=Electron filmed for the first time ever

|format=PDF|publisher=Lunds Universitet

|accessdate=2008-09-17

}}</ref><ref name=Mauritsson>{{cite journal

|last=Mauritsson|first=J.|year=2008|url=http://www.atto.fysik.lth.se/publications/papers/MauritssonPRL2008.pdf|format=pdf

|title=Coherent Electron Scattering Captured by an Attosecond Quantum Stroboscope

|journal=Physical Review Letters|volume=100

|page=073003|doi=10.1103/PhysRevLett.100.073003

|last2=Johnsson

|first2=P.

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|first3=E.

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|first4=M.

|last5=Ruchon

|first5=T.

|last6=L'huillier

|first6=A.

|last7=Schafer

|first7=K. J.

}}</ref>

La distribuzione di elettroni nei materiali solidi può essere visualizzata dallo spettroscopio ARPES (''Angle resolved photoemission spectroscopy'', ovvero spettroscopia fotoelettrica angolarmente risolta). Questa tecnica si basa sull'[[effetto fotoelettrico]] per misurare il [[reticolo reciproco]], una rappresentazione matematica della struttura periodica di un cristallo. ARPES può essere usato per determinare la direzione, la velocità e la diffusione di elettroni nel materiale.<ref>{{cite journal

|last=Damascelli|first=Andrea

|title=Probing the Electronic Structure of Complex Systems by ARPES|journal=Physica Scripta|year=2004

|volume=T109|pages=61–74

|doi=10.1238/Physica.Topical.109a00061}}</ref>

== Applicazioni ==

[[File:Nasa Shuttle Test Using Electron Beam full.jpg|200px|right|thumb|Durante un test della [[NASA]] nella [[galleria del vento]], un modello dello [[Space Shuttle]] è bersagliato da un fascio di elettroni che simulano l'effetto degli ioni degli strati alti dell'atmosfera terrestre incontrati durante il rientro.<ref>{{cita web|url=http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-003012.html|titolo=Image #: L-1975-02972|editore=grin.hq.nasa.gov|accesso=12 aprile 2010|lingua=en}}</ref>]]

I [[Raggi catodici|fasci di elettroni]] sono usati nella saldatura di materiali,<ref>{{cita web|autore=John Elmer|data=3 marzo 2008|url=https://www.llnl.gov/str/MarApr08/elmer.html|titolo=Standardizing the Art of Electron-Beam Welding|editore=llnl.gov|accesso=12 aprile 2010|lingua=en}}</ref> permettendo di raggiungere densità di energia superiori ai {{tutto attaccato|10⁷ W·cm⁻²}} nello stretto diametro focale di {{tutto attaccato|0,1-1,3 mm}} e spesso non richiedono un materiale di riempimento. Questa tecnica di saldatura deve essere eseguita nel vuoto, in modo tale che gli elettroni non interagiscano con l'aria prima di raggiungere il bersaglio e può essere usata per unire materiali conduttori che altrimenti sarebbero difficili da saldare.<ref>{{cita|Schultz|pp. 2-3.|schultz}}</ref><ref>{{cita|Benedict|p. 273.|benedict}}</ref>

La litografia a fasci di elettroni (EBL) è un metodo per [[acquaforte|stampare]] i semiconduttori a risoluzioni più basse del [[micron]].<ref>{{cita conferenza|nome=Faik S.|cognome=Ozdemir|titolo=Electron beam lithography|conferenza=Proceedings of the 16th Conference on Design automation|pagine=383-391|editore=IEEE Press|data=25-27 giugno 1979|città=[[San Diego]]|url=http://portal.acm.org/citation.cfm?id=800292.811744|accesso=12 aprile 2010}}</ref> Questa tecnica è limitata dagli alti costi, basse performance, dalla necessità di operare con fascio nel vuoto e dalla tendenza degli elettroni a [[diffusione ottica|essere diffusi]] nei solidi. L'ultimo problema limita la risoluzione a circa 10&nbsp;nm. Per questa ragione, l'EBL è principalmente usata per la produzione di un piccolo numero di [[circuiti integrati]] specializzati.<ref>{{cita|Madou|pp. 53-54.|benedict}}</ref>

La lavorazione con fasci di elettroni è usata per irradiare i materiali in modo da cambiare le loro proprietà fisiche o per la sterilizzazione medica e la produzione di cibo.<ref>{{cita conferenza|cognome=Yves|nome=Jongen|coautori=Arnold Herer|titolo=Electron Beam Scanning in Industrial Applications

|titolo=APS/AAPT Joint Meeting|data=2-5 maggio 1996|editore=American Physical Society|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1996APS..MAY.H9902J|accesso=12 aprile 2010}}</ref> Nella [[radioterapia]], i fasci di elettroni generati da [[Acceleratore lineare|acceleratori lineari]] sono usati per il trattamento di tumori superficiali: dato che un fascio di elettroni può penetrare solamente uno spessore limitato prima di essere assorbito, tipicamente intorno a 5&nbsp;cm per elettroni di energia nel range 5–20&nbsp;MeV, la radioterapia è utile per il trattamento di lesioni della cute come il [[basalioma]]. Un fascio di elettroni può essere usato per integrare il trattamento di aree che sono state irraggiate da [[raggi X]].<ref>{{cita|Beddar|p. 700.|Beddar}}</ref><ref>{{cita web|cognome=Gazda|nome=Michael J.|coautori=Lawrence R. Coia|data=1 giugno 2007|url=http://www.cancernetwork.com/cancer-management/chapter02/article/10165/1165822|titolo=Principles of Radiation Therapy|editore=cancernetwork.com|accesso=12 aprile 2010}}</ref>

Gli [[Acceleratore di particelle|acceleratori di particelle]] usano campi elettrici per far raggiungere agli elettroni e alle loro antiparticelle alte

energie. Nel momento in cui queste particelle passano in una regione in cui c'è campo magnetico, questi emettono [[radiazione di sincrotrone]]. L'intensità di questa radiazione dipende dallo spin e questo può permettere la polarizzazione dei fasci di elettroni in un processo noto come [[effetto Sokolov–Ternov]].<ref>La polarizzazione di un fascio di elettroni significa che lo spin di tutti gli elettroni punta in una direzione. In altre parole, la proiezione dello spin di tutti gli elettroni lungo il loro vettore della [[quantità di moto]] ha lo stesso segno.</ref> La polarizzazione di fasci di elettroni può essere molto utile per numerosi esperimenti. La radiazione di sincrotrone può anche essere usata per raffreddare il fascio di elettroni, in modo da ridurre la quantità di moto persa dalle particelle. Una volta che le particelle sono state accelerate sino alla energia richiesta, i fasci separati di elettroni e positroni sono portati alla collisione e la risultante emissione di radiazione è osservata dai [[rivelatori di particelle]] ed è studiata dalla fisica particellare.<ref>{{cita|Chao|pp. 155, 188.|chao}}</ref>

== Note ==

{{references|2}}

== Bibliografia ==

* Facchin, Laura, ''Fortuna critica e collezionistica di Claudio Francesco Beaumont e dei suoi allievi'' / Bollettino della Società piemontese di archeologia e belle arti (2000) pp. 181-193

=== Testi generici ===

* Arabella Cifani, Franco Monetti, ''Contributi documentari per il pittore torinese Claudio Francesco Maria Beaumont (1694-1766)'', in: "Storia dell'arte", Nº. 116-117 (n.s. 16-17), 2007, pp.. 203-248.

{{bibliografia|adams| {{en}}{{cita libro|nome=Steve|cognome=Adams|anno=2000|titolo=Frontiers: Twentieth Century Physics|url=http://books.google.it/books?id=yIsMaQblCisC&printsec=frontcover&dq=Frontiers:+Twentieth+Century+Physics&cd=1#v=onepage&q=&f=false|editore=CRC Press|id=ISBN 0-7484-0840-1}}}}

==Altri progetti==

{{bibliografia|anastopoulos| {{en}}{{cita libro|autore=Charis Anastopoulos|anno=2008|titolo=Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics|editore=Princeton University Press|id=ISBN 0-691-13512-6}}}}

{{interprogetto}}

{{bibliografia|arabatzis| {{en}}{{cita libro|cognome=Arabatzis|nome=Theodore|anno=2006|titolo=Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities|url=http://books.google.it/books?id=rZHT-chpLmAC&printsec=frontcover&dq=Representing+Electrons:+A+Biographical+Approach+to+Theoretical+Entities&cd=1#v=onepage&q=&f=false|datadiaccesso=1-4-2010|editore=University of Chicago Press|id=ISBN 0-226-02421-0}}}}

{{bibliografia|benedict| {{en}}{{cita libro|autore=Gary F. Benedict|anno=1987|titolo=Nontraditional Manufacturing Processes|editore=CRC Press|id=ISBN 0-8247-7352-7|url=http://books.google.com/books?id=xdmNVSio8jUC&pg=PA273}}}}

{{bibliografia|burhop| {{en}}{{cita libro|nome=Eric H. S.|cognome=Burhop|anno=1952|titolo=The Auger Effect and Other Radiationless Transitions|publisher=[[Cambridge University Press]]|pagine=2–3|città=New York}}}}

{{bibliografia|chao| {{en}}{{cita libro|nome=Alexander W.|cognome=Chao|coautori=Maury Tigner|titolo=Handbook of Accelerator Physics and Engineering|editore=World Scientific Publishing Company|anno=1999|id=ISBN 981-02-3500-3|url=http://books.google.com/books?id=Z3J4SjftF1YC&pg=PA155}}}}

{{bibliografia|crowell| {{en}}{{cita libro|autore=Benjamin Crowell|anno=2000|titolo=Electricity and Magnetism|editore=Light and Matter|id=ISBN 0-9704670-4-4|url=http://books.google.com/books?id=s9QWZNfnz1oC&pg=PT129}}}}

{{bibliografia|curtis74| {{en}}{{cita libro|cognome=Curtis|nome=Lorenzo J.|anno=2003|titolo=Atomic Structure and Lifetimes: A Conceptual Approach|url=http://books.google.it/books?id=KmwCsuvxClAC&printsec=frontcover&dq=Atomic+Structure+and+Lifetimes:+A+Conceptual+Approach&cd=1#v=onepage&q=&f=false|datadiaccesso=1-4-2010|editore=Cambridge University Press|id=ISBN 0-521-53635-9}}}}

{{bibliografia|dahl| {{en}}{{cita libro|cognome=Dahl|nome=Per F.|anno=1997|titolo=Flash of the Cathode Rays: A History of J J Thomson's Electron|url=http://books.google.it/books?id=xUzaWGocMdMC&printsec=frontcover&dq=Flash+of+the+Cathode+Rays:+A+History+of+J+J+Thomson%27s+Electron&cd=1#v=onepage&q=&f=false|datadiaccesso=1-4-2010|editore=CRC Press|id=ISBN 0-7503-0453-7}}}}

{{bibliografia|genz| {{en}}{{cita libro|nome=Henning|cognome=Genz|anno=2001|titolo=Nothingness: The Science of Empty Space|editore=Da Capo Press|id=ISBN 0-7382-0610-5}}}}

{{bibliografia|georgi| {{en}}{{cita libro|autore=Howard Georgi|anno=1989|titolo=The New Physics|editore=[[Cambridge University Press]]|id=ISBN 0-521-43831-4|url=http://books.google.com/books?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA427}}}}

{{bibliografia|gupta| {{en}}{{cita libro|nome=M. C.|cognome=Gupta|anno=2001|titolo=Atomic and Molecular Spectroscopy|editore=New Age Publishers|id=ISBN 81-224-1300-5}}}}

{{bibliografia|haken| {{en}}{{cita libro|anno=2005|nome=Hermann|cognome=Haken|coautori=Hans Christoph Wolf, W. D. Brewer|titolo=The Physics of Atoms and Quanta: Introduction to Experiments and Theory|editore=Springer|id=ISBN 3-540-20807-0}}}}

{{bibliografia|hoddeson| {{en}}{{cita libro|autore=Lillian Hoddeson|coautori=Laurie Brown, Michael Riordan, Max Dresden|anno=1997|titolo=The Rise of the Standard Model: Particle Physics in the 1960s and 1970s|editore=[[Cambridge University Press]]|id=ISBN 0-521-57816-7|url=http://books.google.com/books?id=klLUs2XUmOkC&pg=PA25}}}}

{{bibliografia|huang| {{en}}{{cita libro|nome=Kerson|cognome=Huang|anno=2007|editore=World Scientific|titolo=Fundamental Forces of Nature: The Story of Gauge Fields|id=ISBN 981-270-645-3|url=http://books.google.com/books?id=q-CIFHpHxfEC&pg=PA123}}}}

{{bibliografia|jiles| {{en}}{{cita libro|cognome=Jiles|nome=David|anno=1998|pagine=280–287|titolo=Introduction to Magnetism and Magnetic Materials|editore=CRC Press|id=ISBN 0-412-79860-3}}}}

{{bibliografia|olov| {{en}}{{cita libro|autore=Per Olov Löwdin, Erkki Erkki Brändas, Eugene S. Kryachko|titolo=Fundamental World of Quantum Chemistry: A Tribute to the Memory of Per-Olov Löwdin|editore=Springer|anno=2003|id=ISBN 1-4020-1290-X}}}}

{{bibliografia|madou| {{en}}{{cita libro|autore=Marc J. Madou|anno=2002|edizione=2ª|titolo=Fundamentals of Microfabrication: the Science of Miniaturization|publisher=CRC Press|url=http://books.google.com/books?id=9bk3gJeQKBYC&pg=PA53|isbn=0849308267}}}}

{{bibliografia|mcQuarrie| {{en}}{{cita libro|autore=Donald Allan McQuarrie, John Douglas Simon|titolo=Physical Chemistry: A Molecular Approach|editore=University Science Books|anno=1997|id=ISBN 0-935702-99-7}}}}

{{bibliografia|meschede| {{en}}{{cita libro|nome=Dieter|cognome=Meschede|anno=2004|titolo=Optics, light and lasers: The Practical Approach to Modern Aspects of Photonics and Laser Physics|url=http://books.google.com/books?id=PLISLfBLcmgC&pg=PA168|editore=Wiley-VCH|id=ISBN 3-527-40364-7}}}}

{{bibliografia|munowitz| {{en}}{{cita libro|cognome=Munowitz|nome=Michael|anno=2005|titolo=Knowing, The Nature of Physical Law|editore=Oxford University Press|id=ISBN 0-19-516737-6}}}}

{{bibliografia|Pauling| {{en}}{{cita libro|cognome=Pauling|nome=Linus C.|linkautore=Linus Pauling|anno=1960|titolo=The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: an introduction to modern structural chemistry|url=http://books.google.co.uk/books?id=L-1K9HmKmUUC|datadiaccesso=29-3-2010|edizione=3ª|editore=Cornell University Press|id=ISBN 0-8014-0333-2}}}}

{{bibliografia|raith| {{en}}{{cita libro|nome=Wilhelm|cognome=Raith|coautori=Thomas Mulvey|anno=2001|titolo=Constituents of Matter: Atoms, Molecules, Nuclei and Particles|editore=CRC Press|id=ISBN 0-8493-1202-7|pagina=777–781}}}}

{{bibliografia|schultz| {{en}}{{cita libro|autore=Helmut Schultz|anno=1993|titolo=Electron Beam Welding|editore=Woodhead Publishing|id=ISBN 1-85573-050-2|url=http://books.google.com/books?id=I0xMo28DwcIC&pg=PA2}}}}

{{bibliografia|taylor| {{en}}{{cita libro|cognome=Taylor|nome=John|year=1989

|titolo=The New Physics|editore=[[Cambridge University Press]]|id=ISBN 0-521-43831-4|url=http://books.google.com/books?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA464}}}}

{{bibliografia|wilson2| {{en}}{{cita libro|autore=Jerry Wilson|coautori=Anthony Buffa|anno=2000|titolo=College Physics|edizione=4ª|editore=Prentice Hall|id=ISBN 0-13-082444-5}}}}

{{bibliografia|wilson| {{en}}{{cita libro|cognome=Wilson|nome=Robert|anno=1997|titolo=Astronomy Through the Ages: The Story of the Human Attempt to Understand the Universe|url=http://books.google.it/books?id=AoiJ3hA8bQ8C&printsec=frontcover&dq=Astronomy+Through+the+Ages:+The+Story+of+the+Human+Attempt+to+Understand+the+Universe&cd=1#v=onepage&q=&f=false|datadiaccesso=1-4-2010|editore=CRC Press|id=ISBN 0-7484-0748-0}}}}

=== Pubblicazioni scientifiche in inglese ===

{{bibliografia|beddar| {{cita pubblicazione|cognome=Beddar|nome=A.S.|titolo=Mobile linear accelerators for intraoperative radiation therapy|rivista=AORN Journal|anno=2001|url=http://findarticles.com/p/articles/mi_m0FSLis_/ai_81161386|accessdate=12-4-2010|volume=74|doi=10.1016/S0001-2092(06)61769-9}}}}

{{bibliografia|beringer| {{cita pubblicazione|cognome=Beringer|nome=Robert|autore=C.G. Montgomery|titolo=The Angular Distribution of Positron Annihilation Radiation|rivista=Physical Review|anno=1942|volume=61|numero=5-6|doi=10.1103/PhysRev.61.222}}}}

{{bibliografia|bernardini| {{cita pubblicazione|cognome=Bernardini|nome=Carlo|anno=2004|titolo=AdA: The First Electron–Positron Collider|rivista=Physics in Perspective|volume=6|numero=2|bibcode=2004PhP.....6..156B|doi=10.1007/s00016-003-0202-y}}}}

{{bibliografia|blumenthal| {{cita pubblicazione|cognome=Blumenthal|nome=George J.|titolo=Bremsstrahlung, Synchrotron Radiation, and Compton Scattering of High-Energy Electrons Traversing Dilute Gases|rivista=Reviews of Modern Physics|anno=1970|volume=42|doi=10.1103/RevModPhys.42.237}}}}

{{bibliografia|chen| {{cita pubblicazione|cognome=Chen|nome=Szu-yuan|coautori=Anatoly Maksimchuk, Donald Umstadter|titolo=Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering|rivista=[[Nature]]|anno=1998|volume=396|doi=10.1038/25303}}}}

{{bibliografia|daudel| {{cita pubblicazione|autore=R. Daudel|coautori=R.F.W. Bader, M.E. Stephens, D.S. Borrett|data=11 ottobre 1973|titolo=The Electron Pair in Chemistry|rivista=Canadian Journal of Chemistry|volume=52|url=http://article.pubs.nrc-cnrc.gc.ca/ppv/RPViewDoc?issn=1480-3291&volume=52&issue=8&startPage=1310|accesso=7 aprile 2010|doi=10.1139/v74-201}}}}

{{bibliografia|eichler| {{cita pubblicazione|cognome=Eichler|nome=Jörg|titolo=Electron–positron pair production in relativistic ion–atom collisions|rivista=Physics Letters A|data=14 novembre 2005|volume=347|numero=1-3|doi=10.1016/j.physleta.2005.06.105}}}}

{{bibliografia|elder| {{cita pubblicazione|cognome=Elder|nome=F.R.|coautori=A.M. Gurewitsch, R.V. Langmuir, H.C. Pollock|anno=1947|titolo=Radiation from Electrons in a Synchrotron|rivista=Physical Review|volume=71|numero=11|doi=10.1103/PhysRev.71.829.5}}}}

{{bibliografia|prl50| {{cita pubblicazione|autori=Estia J. Eichten|coautori=Michael E. Peskin|titolo=New Tests for Quark and Lepton Substructure|rivista=Physical Review Letters|anno=1983|volume=50|pagine=811–814|numero=11|doi=10.1103/PhysRevLett.50.811}}}}

{{bibliografia|frampton| {{cita pubblicazione|autore=Paul H. Frampton|titolo=Quarks and Leptons Beyond the Third Generation|rivista=Physics Reports|mese=giugno|anno=2000|volume=330|pages=263–348|doi=10.1016/S0370-1573(99)00095-2}}}}

{{bibliografia|foldy| {{cita pubblicazione|autore=Leslie L. Foldy|titolo=On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and Its Non-Relativistic Limit|rivista=Physical Review|anno=1950|volume=78|doi=10.1103/PhysRev.78.29}}}}

{{bibliografia|gabrielse| {{cita pubblicazione|autore=G. Gabrielse|coautori=D. Hanneke, T. Kinoshita, M. Nio, B. Odom|titolo=New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron ''g'' Value and QED|rivista=Physical Review Letters|anno=2006|volume=97|doi=10.1103/PhysRevLett.97.030802}}}}

{{bibliografia|dehmelt| {{cita pubblicazione|autore=Hans Dehmelt|titolo=A Single Atomic Particle Forever Floating at Rest in Free Space: New Value for Electron Radius|rivista=Physica Scripta|anno=1988|volume=T22|doi=10.1088/0031-8949/1988/T22/016}}}}

{{bibliografia|hubbell| {{cita pubblicazione|cognome=Hubbell|nome=J.H.|titolo=Electron positron pair production by photons: A historical overview|rivista=Radiation Physics and Chemistry|anno=2006|volume=75|numero=6|doi=10.1016/j.radphyschem.2005.10.008|bibcode=2006RaPC...75..614H}}}}

{{bibliografia|levine| {{cita pubblicazione|autore=I. Levine|autore=D. Koltick, B. Howell, E. Shibata, J. Fujimoto, K. Tauchi, K. Abe, T. Abe, I. Adachi|titolo=Measurement of the Electromagnetic Coupling at Large Momentum Transfer|rivista=Physical Review Letters|anno=1997|volume=78|doi=10.1103/PhysRevLett.78.424}}}}

{{bibliografia|mahadevan| {{cita pubblicazione|cognome=Mahadevan|nome=Rohan|coautori=Ramesh Narayan, Insu Yi|titolo=Harmony in Electrons: Cyclotron and Synchrotron Emission by Thermal Electrons in a Magnetic Field|rivista=Astrophysical Journal|anno=1996|volume=465|id={{arxiv|astro-ph|9601073v1}}|doi=10.1086/177422}}}}

{{bibliografia|mulliken| {{cita pubblicazione|autore=Robert S. Mulliken|titolo=Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding|rivista=[[Science]]|anno=1967|volume=157|numero=3784|doi=10.1126/science.157.3784.13|pmid=5338306}}}}

{{bibliografia|murphy| {{cita pubblicazione|autore=Michael T. Murphy|coautori=V.V. Flambaum, S. Muller, C. Henkel|titolo=Strong Limit on a Variable Proton-to-Electron Mass Ratio from Molecules in the Distant Universe|rivista=[[Science]]|data=20 giugno 2008|volume=320|numero=5883|url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/320/5883/1611|accesso=5 aprile 2010|doi=10.1126/science.1156352|pmid=18566280}}}}

{{bibliografia|odom| {{cita pubblicazione|autore=B. Odom|coautori=D. Hanneke|B. D'Urso|G. Gabrielse|titolo=New Measurement of the Electron Magnetic Moment Using a One-Electron Quantum Cyclotron|rivista=Physical Review Letters|anno=2006|volume=97|doi=10.1103/PhysRevLett.97.030801}}}}

{{bibliografia|rohrlich| {{cita pubblicazione|cognome=Rohrlich|nome=Fritz|titolo=The self-force and radiation reaction|rivista=American Journal of Physics|anno=1999|volume=68|numero=12|doi=10.1119/1.1286430}}}}

{{bibliografia|schwinger| {{cita pubblicazione|autore=Julian Schwinger|titolo=On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron|rivista=Physical Review|anno=1948|volume=73|numero=4|doi=10.1103/PhysRev.73.416}}}}

{{bibliografia|sidharth| {{cita pubblicazione|autore=Burra G. Sidharth|titolo=Revisiting Zitterbewegung|rivista=International Journal of Theoretical Physics|anno=2008|id={{arxiv|0806.0985}}|doi=10.1007/s10773-008-9825-8|volume=48}}}}

{{bibliografia|steinberg| {{cita pubblicazione|autore=R.I. Steinberg|coautori=K. Kwiatkowski, W. Maenhaut, N.S. Wall|titolo=Experimental test of charge conservation and the stability of the electron|rivista=Physical Review D|anno=1999|volume=61|numero=2|doi=10.1103/PhysRevD.12.2582}}}}

{{bibliografia|yao| {{cita pubblicazione|autore=W.M. Yao|titolo=Review of Particle Physics|rivista=Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics|mese=luglio|anno=2006|volume=33|numero=1|doi=10.1088/0954-3899/33/1/001}}}}

{{bibliografia|zorn| {{cita pubblicazione|autore=Jens C. Zorn|coautori=George E. Chamberlain, Vernon W. Hughes|titolo=Experimental Limits for the Electron-Proton Charge Difference and for the Charge of the Neutron

|rivista=Physical Review|anno=1963|volume=129|numero=6|doi=10.1103/PhysRev.129.2566}}}}

== Voci correlate ==

* [[Elettrone solvatato]]

* [[Fermione]]

* [[Elettromagnetismo]]

* [[Elettrodinamica quantistica]]

* [[Protone]]

* [[Scattering di elettroni]]

* [[Lista delle particelle]]

* [[Elettrone spaiato]]

== Altri progetti ==

{{ip|q|q_preposizione=sull'|wikt=elettrone|etichetta=elettrone|commons=Category:Electrons}}

== Collegamenti esterni ==

* [http://pdg.lbl.gov/ Particle Data Group]

* [http://www.bigs.de/Bstore/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=46&Itemid=167 Raggio di elettroni in campo elettrico e magnetico incrociato]

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==Collegamenti esterni==

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[[vi:Điện tử]]

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[[xal:Электрон]]

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[[zh:电子]]

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[[zh-yue:電子]]