Минимальным свободным электрическим зарядом в природе считается элементарный электрический заряд. Основные характеристики Согласно современным физическим представлениям, элементарный заряд равен по модулю заряду электрона или протона. Его значение в Международной системе единиц (СИ) составляет: Этот заряд является неделимым в свободном состоянии. Любой наблюдаемый электрический заряд макроскопического тела или микрочастицы всегда кратен этой величине ( , где — целое число). Данное явление называется квантованием электрического заряда. Роль кварков и дробный заряд В физике элементарных частиц существуют объекты с зарядом меньше элементарного — это кварки. Они обладают дробными электрическими зарядами:
- +2/3 (например, -кварк) -1/3 (например, -кварк)
Однако, в силу явления, называемого конфайнментом, кварки не могут существовать в свободном состоянии. Они всегда «заперты» внутри адронов (таких как протоны и нейтроны), и их комбинации подобраны таким образом, что суммарный заряд частицы всегда равен целому числу элементарных зарядов (0, 1 или -1). Историческая справка и подтверждение Существование минимального заряда было экспериментально доказано Робертом Милликеном в 1909 году в ходе знаменитого опыта с каплями масла. Он установил, что заряды всех капель были кратны определенному минимальному значению, что подтвердило дискретную природу электричества. Резюме
- Минимальный свободный заряд: Элементарный заряд ( ). Минимальный заряд связанной частицы: Заряд кварка ( или от ). Физический смысл: Электрический заряд не является непрерывным, а передается порциями.
Я могу рассчитать суммарный заряд системы частиц или подробнее разобрать принцип конфайнмента кварков, если это потребуется для вашего исследования.