Onderzoekers van de Universiteit van Göteborg hebben de absorptie waargenomen van een enkel elektron door een zwevende druppel met zo'n vergroting dat deze met het blote oog zichtbaar is en zelfs kan worden gemeten met een normale millimeterschaal.

Materie in het universum is samengesteld uit elementaire deeltjes zoals elektronen, protonen, en neutronen. Ze zijn overal, maar ze zijn zo klein dat ze niet zichtbaar zijn. In de laatste eeuw, natuurkundigen hebben het bestaan ​​van deze deeltjes bewezen door middel van verschillende experimenten, maar in de meeste gevallen de waarneming van de deeltjes was indirect.

Elektronen zijn een van deze fundamentele deeltjes. 1909, Robert Millikan bewees dat de lading van het elektron gekwantiseerd is. Met andere woorden, er bestaat een minimum, ondeelbaar bedrag. Door honderden geladen druppels in een elektrisch veld te laten vallen en vervolgens een statistische analyse van hun beweging uit te voeren, hij toonde aan dat de lading van het elektron gekwantiseerd is.

Een experiment met een enkele zwevende druppel

"Nutsvoorzieningen, we hebben een moderne versie van dit klassieke experiment gemaakt door een enkele druppel in de lucht te laten zweven met behulp van een laser, " zegt Javier Marmolejo, doctoraat aan de afdeling natuurkunde van de Universiteit van Göteborg.

In dit experiment, de kwantisering van de elektrische lading is voor het eerst direct zichtbaar zonder geavanceerde apparatuur of een complexe statistische analyse.

"We hebben een druppel gevangen met een laser in een sterk elektrisch veld en hebben individuele elektronen toegevoegd door deze bloot te stellen aan alfastraling. De druppel voerde gekwantiseerde sprongen uit elke keer dat het een of enkele elektronen absorbeerde. Door het beeld van de druppel te vergroten met een enkele lens , we konden het effect van een enkele elektronenabsorptie zien en de sprongen meten met een liniaal. De heldere vlek bewoog ongeveer een millimeter voor elk geabsorbeerd elektron."

De druppel had een diameter van 29 micrometer, wat ongeveer overeenkomt met de dikte van een mensenhaar. Ondanks dit, het bevat ongeveer 3,7 x10 " ¹⁵ negatief geladen elektronen.

"De prestatie is ongelooflijk als je bedenkt dat het effect van het toevoegen van een enkel elektron aan een druppel die er al 3 heeft, 700, 000, 000, 000, 000 is zichtbaar met het blote oog."

Nu het mogelijk is om het effect van een enkel elektron te zien, er ontstaat een nieuwe kans om wetenschap over elementaire deeltjes beter te communiceren naar het grote publiek, de onderzoekers commentaar.