«Տարրական էլեկտրական լիցք»–ի խմբագրումների տարբերություն

'''Տարրական էլեկտրական լիցք''', հիմնարար ֆիզիկական հաստատուն, [[էլեկտրական լիցք]]ի [[քվանտ|նվազագույն քանակը]]: [[Էլեկտրոն]]ի (բացասական) և [[պրոտոն]]ի (դրական) լիցքի մեծությունը, սովորաբար նշանակվում է ''e'' տառով<ref>Ատոմային ֆիզիկայում ''e''-ով սովորաբար նշանակվում է էլեկտրոնի լիցքը, այսինքն՝ տարրական լիցքի բացասականը</ref>: Սերտորեն կապված է էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունը նկարագրող [[նուրբ կառուցվածքի հաստատուն]]ի հետ:

== Միավորները ==

Տարրական լիցքի մեծությունը մոտ 1,602&nbsp;176&nbsp;565(35){{e|−19}} [[Կուլոն (չափման միավոր)|Կլ]]<ref name="CODATA allascii">http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Հիմնարար ֆիզիկական հաստատուններ. ամբողջական ցուցակ</ref> է [[Միավորների միջազգային համակարգ|ՄՄ]] համակարգում և и 4,803{{e|−10}} [[ՍԳՎ համակարգ]]ում: Որոշ բնական միավորների համակարգում, ինչպես, օրինակ, ատոմական միավորներն են, ''e''-ն ընդունվում է որպես էլեկտրական լիցքի [[չափման միավոր]], այսինքն՝ 1:

Առաջին անգամ արժեքը չափել է [[Ռոբերտ Միլլիկենը]] 1909թ<ref>[http://www.juliantrubin.com/bigten/millikanoildrop.html Միլիկենի փորձը]</ref>:

 

1752թ. Բենջամին Ֆրանկլինը կարծիք հայտնեց, որ ''փորձով դիտվող ցանկացած էլեկտրական լիցք բազմապատիկ է տարրական լիցքին'': Հետագայում այս կարծիքը բազմիցս հաստատվեց փորձնականորեն:

Այն փաստը, որ էլեկտրական լիցքը բնության մեջ հանդիպում է միայն տարրական լիցքին բազմապատիկ ամբողջ թվով, կարելի է անվանել '''էլեկտրական լիցքի քվանտացում''': Ընդ որում դասական [[էլեկտրադինամիկա]]յում լիցքի քվանտացման հարցը չի քննարկվում, քանի որ այնտեղ լիցքը հանդես է գալիս որպես արտաքին պարամետր, ոչ թե դինամիկ փոփոխական: Բավարար բացատրություն չի տրվել հարցին, թե ինչու պետք է լիցքը քվանտացվի, սակայն կան մի շարք հետաքրքիր դիտարկումներ.

* Եթե բնության մեջ գոյություն ունի [[մագնիսական մոնոպոլ]], ապա համաձայն [[քվանտային մեխանիկա]]յի, նրա մագնիսական լիցքը պետք է որոշակի հարաբերակցության մեջ լինի ցանկացած ընտրված տարրական մասնիկի հետ: Այստեղից ինքնաբերաբար բխում է, որ հենց միայն մագնիսական մոնոպոլի գոյությունը ենթադրում է լիցքի քվանտացում: Սակայն բնության մեջ մագնիսական մոնոպոլ դեռ չի դիտվել:

* Ժամանակակից տարրական մասնիկների ֆիզիկայում մշակվում են մոդելներ, որոնցում բոլոր հայտնի հիմնարար մասնիկները պետք է լինեն նոր, ավելի հիմնարար մասնիկների կոմբինացիաներ: Այս դեպքում դիտարկվող մասնիկների լիցքի քվանտացումը զարմանալի չէ:

* Բացառված չէ նաև, որ դիտարկվող մասնիկների բոլոր պարամետրերը կնկարագրվեն [[դաշտի միասնական տեսություն|դաշտի միասնական տեսության]] շրջանակներում: Այդ տեսության մեջ, որը դեռ մշակման փուլում է, էլեկտրական լիցքի մեծությունը պետք է հաշվարկվի խիստ փոքր թվով հիմնարար պարամետրերից, որոնք, հնարավոր է, գերփոքր հեռավորությունների վրա կապված են լինելու [[տարածություն-ժամանակ]]ի կառուցվածքի հետ: Եթե նման տեսություն կառուցվի, ապա այն, ինչ դիտարկում ենք որպես տարրական էլեկտրական լիցք, պետք է լինի տարածություն-ժամանակի դիսկրետ ինվարիանտ: Սակայն այս ուղղությամբ որոշակի ընդունված արդյունքներ դեռ չեն ստացվել:

== Կոտորակային տարրական լիցք ==

Քվարկների հայտնագործումով պարզ դարձավ, որ [[տարրական մասնիկ]]ները կարող են ունենալ կոտորակային տարրական լիցք, օրինակ՝ 1/3 և 2/3 տարրական լիցք: Սակայն նման մասնիկներ գոյություն ունեն միայն կապված վիճակներում: Ուստի բոլոր մեզ հայտնի ազատ մասնիկների լիցքը տարրական լիցքի բազմապատիկն է: Կոտորակային տարրական լիցքով ազատ օբյեկտների որոնումները հաջողությամբ չեն պսակվել: Չնայած դրան, դիտվել են ցրումներ կոտորակային լիցքով մասնիկների վրա:

[[Քվազիմասնիկ]]ի էլեկտրական լիցքը կարող է չլինել տարրական լիցքի բազմապատիկը: Մասնավորապես, [[Հոլլի կոտորակային քվանտային էֆեկտ]]ի համար պատասխանատու են կոտորակային տարրական լիցքով քվազիմասնիկները:

== Կապը Ավոգադրոյի հաստատունի հետ ==

Տարրական լիցքը կապված է [[Ավոգադրոյի հաստատուն|Ավոգադրոյի]] ''N''_A և [[Ֆարադեյի հաստատուն|Ֆարադեյի]] ''F'' հաստատունների հետ հետևյալ առնչությամբ՝

::<math>e = \frac{F}{N_{\mathrm{A}}} </math>:

Այլ կերպ ասած, մեկ էլեկտրոնի լիցքը հավասար է մեկ [[մոլ]] էլեկտրոնների լիցքի հարաբերությունը մեկ մոլում գտնվող էլեկտրոնների թվին:

Այս եղանակով տարրական էլեկտրական լիցքի չափումը ներկայումս չի կարող տալ բավարար ճշգրիտ արժեքներ:

== Կապը Ջոզեֆսոնի և Կլիտցինգի հաստատունների հետ ==

Տարրական լիցքի չափման ճշգրիտ մեթոդներից մեկը հիմնվում է [[քվանտային մեխանիկա]]յի երկու էֆեկտների՝ [[Ջոզեֆսոնի էֆեկտ]]ի<ref>Գերհաղորդիչ հոսանքի անցման երևույթը երկու գերհաղորդիչները բաժանող մեկուսիչի շերտով</ref> և [[Հոլի քվանտային էֆեկտ]]ի<ref>Հոլի դիմադրության կամ երկչափ էլեկտրոնային գազի հաղորդականության քվանտացման երևույթը ուժեղ մագնիսական դաշտերի և ցածր ջերմաստիճանների դեպքում</ref> չափման վրա: Ջոզեֆսոնի հաստատունը, որը ուղղակիորեն չափվում է Ջոզոֆսոնի էֆեկտում՝

:<math>K_\mathrm{J} = \frac{2e}{h}</math>:

Այստեղ ''h''-ը Պլանկի հաստատունն է:

 

Ֆոն Կլիտցինգի հաստատունը, որն անմիջականորեն չափվում է Հոլի քվանտային էֆեկտում՝

:<math>R_\mathrm{K} = \frac{h}{e^2}</math>:

 

Այս երկու հավասարումներից կարելի է որոշել տարրական էլեկտրական լիցքը՝

:<math>e = \frac{2}{R_\mathrm{K} K_\mathrm{J}}</math>:

 

== Կապը նուրբ կառուցվածքի հաստատունի հետ ==

Տարրական էլեկտրական լիցքի արժեքը կարելի է ստանալ

:<math>e^2 = \frac{2h\alpha}{\mu_0 c_0}</math>

հավասարումից, որտեղ ''h''-ը [[Պլանկի հաստատուն]]ն է, ''α''-ն՝ [[նուրբ կառուցվածքի հաստատուն]]ը, ''μ''₀-ն՝ [[մագնիսական հաստատուն]]ը, ''c''₀-ն՝ [[լույսի արագությունը]]: Տարրական լիցքի չափման ճշտությունը որոշվում է Պլանկի հաստատունի չափման ճշտությամբ:

 

== Ծանոթագրություններ ==

{{ծանցանկ}}

[[Կատեգորիա:Ֆիզիկական մեծություններ]]

[[Կատեգորիա:Ֆիզիկայի հիմնարար հաստատուններ]]