Was ist die niedrigste aufgezeichnete Geschwindigkeit eines Elektrons, das sich im Vakuum bewegt?

Welche Experimente versuchten, freie Elektronen abzubremsen, anstatt sie zu beschleunigen? Kann man einen linearen Teilchenbeschleuniger rückwärts laufen lassen? Was passiert, wenn ein Elektron die Geschwindigkeit Null erreicht?

Einzelne Elektronen wurden in Penning-Fallen platziert.
Willkommen bei Physics SE. Warum passiert Ihrer Meinung nach etwas Interessantes, wenn ein Elektron die Nullgeschwindigkeit "erreicht"? (Denken Sie daran, dass freie Elektronen nicht unbedingt "verlangsamt" werden müssen, um langsam zu sein, sie können einfach mit im Grunde null kinetischer Energie entstehen, zum Beispiel durch Ionisierung eines Atoms mit einem Photon, das kaum genug Energie für die Ionisierung hat.)
Immer wenn sich in einer Vakuumröhre eine Raumladung entwickelt, wird sie im Wesentlichen durch eine Wolke stationärer (oder sich sehr langsam bewegender) freier Elektronen verursacht.

Antworten (3)

Das KATRIN-Experiment (und andere ähnliche Experimente davor) verwenden riesige MAC-E-Filter, um Elektronen zu verlangsamen, die von einer Beta-Quelle (Tritium im Fall von KATRIN) emittiert werden. Diese Elektronen werden mit einem präzise gesteuerten Verzögerungspotential auf eine Genauigkeit von Subelektronenvolt abgebremst. Obwohl natürlich nichts Besonderes passiert, wenn Elektronen zum Stillstand gebracht werden, warum sollte es auch so sein?

Können Sie bitte näher darauf eingehen: "Obwohl natürlich nichts Besonderes passiert, wenn Elektronen zum Stillstand gebracht werden, warum sollte es auch so sein?"? Ich glaube, niemand hat jemals experimentell gesehen, dass ein Elektron stationär ist.
Was gibt es zu erarbeiten? Niemand hat jemals eine schwarze Katze in einem völlig dunklen Raum gesehen, und doch, warum sollten Sie erwarten, dass etwas Besonderes passiert, wenn Sie eine schwarze Katze in einen völlig dunklen Raum bringen?
Erwähnenswert finde ich, dass Elektronen quantenmechanische Einheiten sind, die dem HUP unterliegen.
Ich dachte über die Wellen-Teilchen-Natur der Materie nach. Es ist bekannt, dass das Photon umso mehr wie ein Teilchen wirkt, je höher die Frequenz ist (es wird lokalisierter). Ich habe mich gefragt, ob einem Elektron das Gegenteil passieren kann. Ein stehendes Elektron sollte eine unendliche Wellenlänge haben, und obwohl ich weiß, dass dies nicht erreicht werden kann. Ich denke, dass es einfacher wäre, Unsicherheit zu studieren, wenn man sich ihr nähert. Wissen Sie, indem wir Ladung und ähnliches nachweisen, könnten wir den Weg eines Wellenteilchens verfolgen.

Ein Elektron mit Nullgeschwindigkeit ist nur ein stationäres Elektron - seine Eigenschaften ändern sich nicht. Das Öltropfen-Experiment von Milikan , das die Ladung des Elektrons messen soll, verlangsamt Elektronen im Grunde, bis sie fast stationär sind.

Das Öltropfenexperiment war weit davon entfernt, ein langsames freies Elektron zu erhalten. Stattdessen verlangsamte es ein "Auto", in dem ein Elektron saß (der Tropfen). Das Elektron selbst könnte eine große haben ⟨ | v → | ⟩ in einem gebundenen Orbital sein.

Einfangen von Elektronen in einer Mikrowellen-Paul-Falle bei Raumtemperatur

Nachrichtenartikel

Im verlinkten UC-Berkeley-Experiment werden kalte Elektronen in einer Paul-Falle gefangen und bis zu einer Sekunde später nachgewiesen.

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