11
Однако в земных условиях имеется сравнительно
небольшое число электронов, могущих свободно дви-
гаться, как это мы видели в предыдущих примерах.
Большинство из них надежно связаны в атомах. По-
скольку ядро атома заряжено положительно, оно при-
тягивает к себе отрицательно заряженные электроны,
заставляя их удерживаться 4 на орбитах, находящихся
сравнительно близко от ядра. Атом обычно состоит из
ядра и некоторого числа электронов. Если электрон по-
кидает атом, его, как правило, немедленно замещает
другой электрон, который атомное ядро с большой си-
лой притягивает к себе из своего ближайшего окруже-
ния.
Как же выглядит этот замечательный электрон? Ни-
кто его не видел и никогда не увидит;**! тем не менее
мы знаем его свойства настолько хорошо, что можем
предсказать со всеми подробностями, как он будет ве-
сти себя в самых различных ситуациях. Мы знаем его
массу (его «вес») и его электрический заряд. Мы знаем,
что чаще всего он ведет себя так, как будто бы перед
нами очень мелкая частица, в других же случаях он
обнаруживает свойства волны. Исключительно абст-
рактная, но в то же самое время очень точная теория
электрона была предложена в законченном виде нес-
колько десятилетий тому назад английским физиком
Дираком. Эта теория дает нам возможность опреде-
лить, при каких обстоятельствах электрон будет- боль-
ше сходен с частицей, а при каких будет преобладать
его волновой характер. Такая двойственная природа —
частица и волна — затрудняет возможность дать чет-
кую картину электрона; следовательно, теория, учиты-
13
вающая обе эти концепции и тем не менее дающая за-
конченное описание электрона, должна быть очень аб-
страктной, Но было бы неразумным ограничивать опи-
сание такого замечательного явления, как электрон,
столь земными образами, как горошины и волны.
Одна из посылок теории Дирака об электроне за-
ключалась в том, что должна существовать элементар-
ная частица, обладающая такими же свойствами, как
электрон, за исключением лишь того, что заряжена она
положительно, а не отрицательно. И действительно, та-
кой двойник электрона был обнаружен и назван пози-
троном. Он входит в состав космических лучей, а также
возникает в результате распада некоторых радиоактив-
ных веществ. В земных условиях жизнь позитрона ко-
ротка. Как только он оказывается по соседству с элект-
роном, а случается это во всех веществах, электрон и
позитрон «истребляют» друг друга; положительный
электрический заряд позитрона нейтрализует отрица-
тельный заряд электрона. Поскольку согласно теории
относительности масса является формой энергии и по-
скольку энергия «неразрушима», энергия, представлен-
ная объединенными массами электрона и позитрона,
должна быть каким-то образом сохранена. Эту задачу
выполняет фотон (квант света), или обычно два фотона,
которые излучаются в результате этого рокового столк-
новения; их энергия равна суммарной энергии электро-
на и позитрона.