Elektron sayfasının kaynağını görüntüle

{{Seçkin madde}} 
{{Diğer anlamı2|elektron}}
{{Parçacık bilgi kutusu
| ad = Elektron
| resim = HAtomOrbitals.png
| altyazı = Belirli [[enerji seviyesi|enerji seviyelerinde]] (aşağıya doğru artarak: ''n''-1, 2, 3,...) ve [[açısal momentum]]lardaki (sağa doğru artarak: ''s'', ''p'', ''d'',...) bir [[hidrojen]] [[atom]]u elektronunun [[dalga fonksiyonu|dalga fonksiyonları]]. Daha parlak olan bölgeler elektronun pozisyonu için daha yüksek [[olasılık genliği]]ni gösterir.
| türler = 
| bileşim = [[Temel parçacık]]
| aile = [[Fermiyon]]
| nesil = Birinci
| etkileşim = [[Kütleçekim]], [[Elektromanyetik kuvvet|elektromanyetik]], [[Zayıf etkileşim|zayıf]]
| antiparçacık = [[Pozitron]]
| teorileştirme = [[Richard Laming]] (1838-1851)<br/>[[Johnstone Stoney]] (1874) ve diğerleri
| keşif = [[J. J. Thomson]] (1897)
| sembol = {{Atomaltı parçacık|Electron}}, {{Atomaltı parçacık|beta-}}
| kütle = {{Değer|9.1093837015|(28)|e=-31|ul=kg}}<br />{{Değer|5.48579909065|(16)|e=-4|ul=u}}<br />[{{Değer|1822.888486209|(53)}}]<sup>-1</sup>&nbsp;u{{efn|Kesirli sürümün böleni, ondalık değerin tersidir ({{Değer|4.2|e=-13|ul=u}} göreli standart belirsizlik değeri ile birlikte).}}<br />{{Değer|0.51099895000|(15)|ul=MeV/c2}}
| ortalama_yaşam_süresi = Kararlı (>{{Değer|6.6|e=28|u=yıl}})
| elektrik_yükü = {{Değer|-1|ul=e}}{{efn|Elektronun yükü, [[temel yük]]ün negatifidir.}}<br />{{Değer|-1.602176634|e=-19|ul=C}}
| renk_yükü =
| manyetik_moment = {{Değer|9.2847647043|(28)|e=-24|u=[[joule|J]]/[[tesla (birim)|T]]}}<br>{{Aralıklar|-1.001|159|652|181|28(18)|u=[[Bohr magnetonu|μ<sub>B</sub>]]}}
| spin = [[Spin ½|{{sfrac|1|2}}]]
| spin_durumu = 
| zayıf_izospin = {{Kayma|[[Kiralite (fizik)|LH]]: -{{sfrac|1|2}}, [[Kiralite (fizik)|RH]]: 0}}
| zayıf_hiperyük = {{Kayma|[[Kiralite (fizik)|LH]]: -1, [[Kiralite (fizik)|RH]]: -2}}
}}
'''Elektron''' ({{Atomaltı parçacık|electron}} veya {{Atomaltı parçacık|beta-}} simgeleri ile gösterilir), eksi bir [[temel yük|temel]] [[elektrik yükü]]ne sahip bir [[atomaltı parçacık]]tır. [[Lepton]] parçacık ailesinin ilk [[nesil (parçacık fiziği)|nesline]] aittir ve bileşenleri ya da bilinen bir [[preon|alt yapıları]] olmadığından genellikle [[temel parçacık]]lar olarak düşünülürler. [[Kütle]]leri, [[proton]]ların yaklaşık olarak [[proton-elektron kütle oranı|1/1836]]'sı kadardır. [[Kuantum mekaniği]] özellikleri arasında, [[Planck sabiti|indirgenmiş Planck sabiti]] (''ħ'') biriminde ifade edilen, yarım [[tam sayı]] değerinde içsel bir [[açısal momentum]] ([[spin (fizik)|spin]]) vardır. [[Fermiyon]] olmasından ötürü, [[Pauli dışarlama ilkesi]] gereğince iki elektron aynı [[kuantum durumu]]nda bulunamaz. Temel parçacıkların tamamı gibi [[Dalga-parçacık ikiliği|hem parçacık hem dalga]] özelliklerini gösterir ve bu sayede diğer parçacıklarla çarpışabilir ya da [[elektron kırınımı|kırınabilirler]].

Elektronlar; [[elektrik]], [[manyetizma]], [[kimya]] ve [[ısı iletkenliği]] gibi çeşitli [[fizik]] fenomeninde temel rol oynamalarının yanı sıra; [[Kütleçekimsel dalga|kütleçekimsel]], [[Elektromanyetik kuvvet|elektromanyetik]] ve [[zayıf etkileşim|zayıf]] [[temel kuvvet|kuvvetlerde]] de yer alır. Yüklü olmalarından dolayı kendilerini çevreleyen bir [[elektrik alanı]] bulunur ve gözlemciye bağlı hareket etmesi sonucunda [[manyetik alan]] meydana gelir. Diğer kaynaklar tarafından oluşturulan manyetik alanlar, [[Lorentz kuvveti]] kanunu gereğince elektronların hareketlerini etkiler. Elektronlar, [[radyasyon]]a uğramaları veya [[parçacık hızlandırıcı|hızlandırılmaları]] durumlarında enerjiyi [[foton]] şeklinde emerler. Laboratuvar aletleri ile elektronların tek tek ya da elektromanyetik alanlar kullanılarak elektron [[plazma]]sından yakalanması ve özel [[teleskop]]lar aracılığıyla [[uzay|dış uzaydaki]] elektron plazmasının saptanması mümkündür. Elektronlar; [[elektronik]], [[Kaynak (imalat)|kaynak]], [[katot ışını tüpü|katot ışını tüpleri]], [[elektron mikroskobu|elektron mikroskopları]], [[radyoterapi]], [[lazer]]ler, [[gaz iyonlaştırma sayacı|gaz iyonlaştırma sayaçları]] ve [[parçacık hızlandırıcı]]ları gibi alanlarda kullanılırlar.

[[Atom çekirdeği]] içindeki pozitif yüklü protonlar ile dışındaki negatif yüklü elektronlar arasındaki [[Coulomb kanunu|Coulomb kuvveti]] etkileşimleri, atomları oluşturur. [[İyonlaşma]] ve parçacıkların özelliklerinde değişimler sistemin [[bağlanma enerjisi]]ni değiştirir. İki veya daha fazla atom arasında elektronların değişimi veya paylaşımı, [[kimyasal bağ]]ları meydana getirir. İlk olarak 1838 yılında [[Richard Laming]] tarafından atomların kimyasal özelliklerini açıklamak için elektron yükünün bölünemez bir özelliğinin olması kavramı hipotezleştirilmiştir. [[Johnstone Stoney]] 1891 yılında bu yüke ''elektron'' adını vermiş, [[J. J. Thomson]] ve ekibi ise 1897 yılında onu parçacık olarak tanımlamıştır. [[Beta parçacığı|Beta parçacıkları]] olarak bilindikleri [[yıldız nükleosentezi]] gibi elektronlar [[nükleer reaksiyon]]lara katılırlar. [[Kozmik ışın]]ların [[Dünya atmosferi]]ne girmeleri gibi yüksek enerjili çarpışmalarda ve [[Radyonüklit|radyoaktif izotopların]] [[beta bozunması]] yoluyla elektron oluşabilir. [[Pozitron]] olarak adlandırılan elektronun [[antiparçacık|antiparçacığı]], zıt simgeli elektrik ve diğer yükleri taşıması dışında elektronla aynıdır. Birer [[Elektron-pozitron annihilasyonu|elektronla pozitron arasında yaşanan çarpışmada]], her iki parçacık da [[gama ışını]] fotonları üreterek [[annihilasyon]]a uğrayabilirler.

== Tarihi ==
{{Ana|Elektromanyetizma teorisi tarihi}}
=== Elektrik kuvvetinin etkilerinin keşfi ===
[[Antik Yunanistan|Antik Yunanlar]] [[kehribar]]ın, [[kürk]] ile sürtünmesi sonrasında küçük nesneleri çektiğini fark ettiler. Bu fenomen, [[şimşek ve yıldırım|şimşekle]] birlikte insanlığın [[elektrik]] hakkında kayıtlara geçmiş ilk deneyimiydi.<ref name="Benjamin">{{kitap kaynağı |son=Benjamin |ilk=Park |başlık=A History of Electricity |yer=New York |yayımcı=[[Wiley (yayınevi)|Wiley]] |yıl=1898 |sayfalar=315, 484-485|url=https://archive.org/details/cu31924004128686/page/n10|isbn=978-1313106054 |dil=İngilizce}}</ref> 1600'de yayımlanan ''[[De Magnete]]'' adlı eserinde [[William Gilbert (fizikçi)|William Gilbert]], [[Latince]]de kehribar anlamına gelen ve [[Yunanca]]da da aynı anlamı taşıyan ἤλεκτρον (''elektron'') ''electrum'' kelimesinden esinlenerek, sürtünme sonrası küçük nesneleri çekme özelliğini tanımlayan [[Yeni Latince]] ''electricus'' kelimesini türetti.<ref name="Oxford">{{kitap kaynağı |url=https://books.google.com/books?id=J4i3zV4vnBAC&pg=PA147&dq=%22de+magnete%22+%22electricus%22+%22electricity%22&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwi23evO0-ffAhVLlKwKHerbC0UQ6AEIKDAA#v=onepage&q=%22de%20magnete%22%20%22electricus%22%20%22electricity%22&f=false |başlık=Oxford Dictionary of Word Origins |ilk=Julia |son=Cresswell |sayfa=147 |dil=İngilizce |yayımcı=[[Oxford University Press]] |yıl=2010 |isbn=0199547939}}</ref><ref name="Chen">{{kitap kaynağı |url=https://books.google.com/books?id=7JviI--z0e4C&pg=PA4&dq=%22latin%22+%22greek%22+%22electrum%22+%22electron%22&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwi49pro-PLkAhUCI6wKHfl4COIQ6AEIKTAA#v=onepage&q=%22latin%22%20%22greek%22%20%22electrum%22%20%22electron%22&f=false |başlık=The Electron Capture Detector and The Study of Reactions With Thermal Electrons |sayfa=4 |ilk=E. C. M. |son=Chen |ad2=E. S. D. |soyadı2=Chen |yayımcı=Wiley |tarih=2004 |yer=New York |dil=İngilizce |isbn=0471659886}}</ref> [[Thomas Browne]]'un 1646'da yayımlanan ''[[Pesudoxia Epidemica]]'' adlı eserinde, yine aynı kelimeler esas alınarak ilk defa [[İngilizce]]deki ''electricity'' ifadesi kullanıldı.<ref name="Oxford"/><ref name="Chen"/> Elektrik kelimesi [[Türkçe]]ye, [[Fransızca]]da da aynı anlama gelen ''électrique'' kelimesinden geçti.<ref>{{web kaynağı |url=https://www.nisanyansozluk.com/kelime/elektrik |başlık=Elektrik |yayımcı=Nişanyan Sözlük |arşivurl=https://archive.today/20230131093722/https://www.nisanyansozluk.com/kelime/elektrik |arşivtarihi=31 Ocak 2022}}</ref>

=== İki tür yükün keşfi ===
1733'te yayımlanan ''Sur l'électricité'' adlı eserinde [[Charles François de Cisternay du Fay]], [[elektrik yükü|yüklü]] [[altın]] varağın [[ipek]] sürtülen [[cam]] tarafından itildiğini, aynı yüklü altın varağın [[yün]] sürtülen kehribar tarafından ise çekildiğini gözlemlediğini yazdı. Buradan yola çıkarak du Fay, ''camsal'' ile ''kehribarsal'' adlarını verdiği iki tür [[Eter teorileri|elektrik akışı]] içerdiği sonucuna vardı. Bu iki [[akışkan]], birleştirildiği vakit birbirini etkisiz hâle getiriyordu.<ref name="Benjamin"/><ref>{{kitap kaynağı |son=Keithley |ilk=Joseph F. |yıl=1999 |başlık=The Story of Electrical and Magnetic Measurements |url=https://books.google.com/?id=uwgNAtqSHuQC&pg=PR7 |yayımcı=[[IEEE|IEEE Press]] |sayfalar=15, 20|isbn=978-0-7803-1193-0 |dil=İngilizce}}</ref> Bir müddet sonra [[Ebenezer Kinnersley]] de bağımsız olarak aynı sonucu elde etti.<ref name="Cajori1917">{{kitap kaynağı |ilk=Florian |son=Cajori |yazarlink=Florian Cajori |başlık=A History of Physics in Its Elementary Branches |url=https://archive.org/details/historyofphysics00cajo |yıl=1917 |yayımcı=[[Macmillan (yayınevi)|Macmillan]] |sayfa=118 |dil=İngilizce}}</ref> 10 yıl sonra [[Benjamin Franklin]], elektriğin iki farklı tür akıştan değil de fazla (+) ya da eksik (-) olacak şekilde aynı akıştan geldiğini tespit ederek bunlara, yüklerin modern gösterimi olan pozitif ve negatif isimlerini verdi.<ref>{{kitap kaynağı |url=https://books.google.com/books?id=m7c6AAAAIAAJ&pg=PA25&dq=%22benjamin+franklin%22+%22positive%22+%22negative%22+%22fluids%22&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwiahKHkmPXkAhVJRKwKHW_BCrUQ6AEIOjAC#v=onepage&q=%22benjamin%20franklin%22%20%22positive%22%20%22negative%22%20%22fluids%22&f=false |başlık=Magnetism and Electricity |sayfa=25 |ilk=A. E. E. |son=McKenzie |yıl=1961 |yayımcı=[[Cambridge University Press]] |yer=Cambridge |dil=İngilizce}}</ref> Franklin, yükün taşıyıcısını pozitif olarak düşündü, ancak hangi durumda yük taşıyıcısının fazlası ve hangi durumda yük taşıyıcısının eksiği olduğunu tanımlayamadı.<ref>{{kitap kaynağı |son=Myers |ilk=Rusty L. |yıl=2006 |başlık=The Basics of Physics |url=https://books.google.com/books?id=KnynjL44pI4C&pg=PA242 |yayımcı=[[ABC-CLIO/Greenwood|Greenwood Publishing Group]] |sayfa=242 |dil=İngilizce |isbn=978-0-313-32857-2}}</ref>

1838 ve 1852 yılları arasında [[Richard Laming]]; [[atom]]ların, birim elektrik yüklerine sahip [[atomaltı parçacık]]lar tarafından çevrelenmiş maddenin özünün birleşimi olduğu fikrini ortaya attı.<ref name="farrar">{{akademik dergi kaynağı |son=Farrar |ilk=W. V. |yıl=1969 |başlık=Richard Laming and the coal-gas industry, with his views on the structure of matter |dergi=[[Annals of Science]] |cilt=25 |sayfalar=243-254|doi=10.1080/00033796900200141 |sayı=3 |dil=İngilizce}}</ref> [[Johnstone Stoney]], [[elektroliz]] fenomenine dair çalışmalarının ardından 1874'te, "elektriğin tek kesin özelliği" olduğunu ve bunun da [[değerlik|tek değerlikli]] [[iyon]]un yükü olduğunu öne sürdü. [[Faraday'in elektroliz kanunları]] aracılığıyla bu [[temel yük]]ün (''e'') değerini tahmin edebilse de, bu yüklerin atomlara sabitlenmiş olduğuna ve ayrılamayacağına inanıyordu.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Barrow |ilk=John D. |yazarlink=John Barrow |yıl=1983 |başlık=Natural Units Before Planck |url=https://archive.org/details/sim_astronomy-geophysics_1983-03_24_1/page/24 |dergi=[[Astronomy & Geophysics|Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society]] |cilt=24 |sayfalar=24-26|bibcode=1983QJRAS..24...24B |dil=İngilizce |issn=0035-8738}}</ref> 1881'de [[Hermann von Helmholtz]], hem pozitif hem negatif yüklerin "elektriğin atomları gibi davranan" temel parçalara ayrıldığı fikrini ortaya attı.<ref name="arabatzis">{{kitap kaynağı |son=Arabatzis |ilk=Theodore |yıl=2006 |başlık=Representing Electrons |url=https://books.google.com/?id=rZHT-chpLmAC&pg=PA70 |sayfalar=70-74, 96|yayımcı=[[University of Chicago Press]] |isbn=978-0-226-02421-9 |dil=İngilizce}}</ref> 1881'de Stoney, ''elektroliyon'' (''electrolion'') terimini bu temel yükleri adlandırmak için kullandı. 1894 tarihli yazısında: "...''elektron'' (''electron'') adını önermeye teşebbüs ettiğim elektriğin bu en dikkat çekici, temel biriminin gerçek miktarının bir tahmini yapıldı" ifadeleriyle terimin adını değiştirdi. 1906 yılında önerilen ''elektriyon'' (''electrion'') kelimesi, [[Hendrik Lorentz]]'in ''elektron''{{'}}u kullanmaya devam etmesi nedeniyle kabul görmedi.<ref>{{kitap kaynağı |ilk=Sōgo |son=Okamura |başlık=History of Electron Tubes |url=https://books.google.com/books?id=VHFyngmO95YC&pg=PR11 |dil=İngilizce |yıl=1994 |yayımcı=IOS Press |isbn=978-90-5199-145-1 |sayfa=11}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Stoney |ilk=G. J. |yıl=1894 |başlık=Of the "electron," or atom of electricity |dergi=[[Philosophical Magazine]] |cilt=38 |sayı=5 |sayfalar=418-420|doi=10.1080/14786449408620653 |dil=İngilizce}}</ref> ''Elektron'' kelimesi ''<u>elektr</u>ik'' ve ''iy<u>on</u>'' kelimelerinin birleşimiyle oluşturulmuştu.<ref>{{ansiklopedi kaynağı |bölüm="electron, n.2" |yayımcı=Oxford University Press |dil=İngilizce |ansiklopedi=Oxford English Dictionary |url=http://www.oed.com/view/Entry/60302?rskey=owKYbt&result=2 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20200727135532/https://www.oed.com/view/Entry/60302?rskey=owKYbt&result=2 |arşivtarihi=27 Temmuz 2020 }}</ref> Günümüzde, atomaltı parçacıkları tanımlamak için kullanılan ''-on'' eki de elektron kelimesinden sonra kullanılmaya başlandı.<ref>{{kitap kaynağı |editör-son=Soukhanov |editör-ilk=A. H. |yıl=1986 |başlık=Word Mysteries & Histories |sayfa=73 |yayımcı=[[Houghton Mifflin Harcourt|Houghton Mifflin Company]] |isbn=978-0-395-40265-8 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{kitap kaynağı |editör-son=Guralnik |editör-ilk=D. B. |yıl=1970 |başlık=Webster's New World Dictionary |yayımcı=[[Prentice Hall]] |sayfalar=450|dil=İngilizce}}</ref>

=== Madde dışındaki serbest elektronların keşfi ===
[[Dosya:Crookes tube two views.jpg|küçükresim|Sıradan ışıkla görülen (üstte) ve çalışır durumdaki, kendi [[floresans]]ı ile aydınlanmış bir [[Crookes tüpü]]. Elektronlar soldaki [[katot]]tan düzgün bir şekilde ilerleyerek en sağdaki floresans yüzeye çarparak yeşil ışık yayar. Aşağıdaki kısım ise [[anot]]tur.]]
Seyreltilmiş [[gaz]]larda [[Elektrik direnci ve iletkenliği|elektrik iletkenliği]] üzerine çalışmalarda bulunan [[Julius Plücker]], 1859 yılında, [[katot]]tan yayılan [[radyasyon]]un yol açtığı [[fosforesans]] ışığın, katodun yanındaki tüpte göründüğünü ve bu ışığın, manyetik alan uygulanmasına bağlı olarak hareket ettiğini gözlemledi.<ref name="Thomson">{{kitap kaynağı |url=https://books.google.com/books?id=x7KsD1GmIK0C&pg=PA621&dq=%22pl%C3%BCcker%22+%221859%22+cathode&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwj9t7e0p_rkAhVNRa0KHQHIBlAQ6AEIMTAB#v=onepage&q=%22pl%C3%BCcker%22%20%221859%22%20cathode&f=false |başlık=Conduction of Electricity Through Gases |sayfa=621-622 ||ilk=J. J. |son=Thomson |yazarlink=J. J. Thomson |dil=İngilizce |yayımcı=Watchmaker Publishing |yıl=2005 |isbn=1929148496}}</ref> 1869'da [[Johann Wilhelm Hittorf]], katot ile tüpün duvarları arasında koyduğu katı bir cismin bir gölge oluşturduğunu tespit etti.<ref name="Thomson"/> 1876'da [[Eugen Goldstein]], bu cismin gölgesinin cisimden daha büyük boyutlarda olduğunu gözlemleyerek fosforesansı oluşturan ışınların katottan direkt bir yol izleyerek geldiğini belirledi ve bu ışınlara [[elektron demeti|katot ışını]] ([[Almanca]]: ''Kathodenstrahlen'') adını verdi.<ref name="Thomson"/><ref>{{kitap kaynağı |son=Whittaker |ilk=E. T. |yazarlink=E. T. Whittaker |başlık=A History of the Theories of Aether and Electricity |cilt=1 |yayımcı=Nelson |yer=Londra |yıl=1951 |url=http://www.archive.org/details/historyoftheorie00whitrich |sayfa=393 |dil=İngilizce}}</ref><ref name="leicester">{{kitap kaynağı|başlık=The Historical Background of Chemistry|ad=|soyadı=|yıl=1971|yayıncı=|yer=|isbn=978-0-486-61053-5|sayfalar=221-222|url=https://books.google.com/?id=aJZVQnqcwv4C&pg=PA221|erişimtarihi=|son=Leicester|ilk=H. M.|yayımcı=[[Dover Publications|Courier Dover]]|dil=İngilizce}}</ref> 1869-1875 yılları arasında [[William Crookes]], içerisine yüksek [[vakum]] olan bir [[Crookes tüpü|tüp]] geliştirdi. 1874'te, katot ışınlarının izlediği yola koyulan bir çarkın, ışınların etkisiyle döndüğünü gözlemleyerek bu ışınların [[momentum]] taşıdığını ve katottan [[anot|anoda]] doğru hareket ettiğini gösterdi.<ref name="dekosky">{{akademik dergi kaynağı |son=DeKosky |ilk=R. K. |yıl=1983 |başlık=William Crookes and the quest for absolute vacuum in the 1870s |dergi=Annals of Science |cilt=40 |sayı=1 |sayfalar=1-18|doi=10.1080/00033798300200101 |dil=İngilizce}}</ref> Işınlara uyguladığı manyetik alanla ise ışınları saptırmayı başararak bu ışınların negatif yüklüymüş gibi davrandığını tespit etti.<ref name="leicester"/> 1879'da, "radyant madde" olarak tanımladığı şeyle bu özelliklerin açıklanabileceğini ve maddenin, negatif yükle yüklenmiş olan yüksek hızla katottan tasarlanmış [[molekül]]ler dahil dört durumu olduğunu olduğunu ileri sürdü.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Zeeman |ilk=P. |editör-son=Lockyer |editör-ilk=Norman |yıl=1907 |başlık=Sir William Crookes, F.R.S |url=https://archive.org/details/sim_nature-uk_1907-11-07_77_1984/page/n2 |dergi=[[Nature (dergi)|Nature]] |cilt=77 |sayı=1984 |sayfalar=1-3|doi=10.1038/077001a0 |bibcode=1907Natur..77....1C |dil=İngilizce}}</ref>

[[Dosya:Cyclotron motion wider view.jpg|küçükresim|sol|Bir [[manyetik alan]]la halka içinde yönünden saptırılmış bir elektron demeti]]
[[Arthur Schuster]], katot ışınlarına paralel iki metal levha yerleştirdi ve levhalar arasında bir [[elektrik potansiyeli]] uygulayarak Crookes'un deneyini ilerletti. Işınların, alanın etkisiyle pozitif yüklü levhaya doğru sapmasıyla negatif enerji taşıdığı kanıtlanmış oldu. 1890'da, [[Elektrik akımı|akımın]] verilen seviyesi için sapma miktarını ölçerek ışın bileşenlerinin [[kütle-yük oranı]]nı tahmin etti. Ancak bu üretilen değer beklenenin bin katından fazlaydı, bu yüzden o dönemde kendisinin hesaplamaları yaygın bir biçimde kabul görmedi.<ref name="leicester" /> 1892'de [[Hendrik Lorentz]], bu parçacıkların (elektronların) kütlelerinin, onların elektrik yükünün bir sonucu olabileceği fikrini ortaya attı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |ilk=Frank |son=Wilczek |yazarlink=Frank Wilczek |url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=happy-birthday-electron |başlık=Happy Birthday, Electron |dergi=[[Scientific American]] |tarih=1 Haziran 2012 |issn=0036-8733 |dil=İngilizce |erişimtarihi=8 Ekim 2018 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20131101121817/http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=happy-birthday-electron |arşivtarihi=1 Kasım 2013 |ölüurl=hayır}}</ref><ref>{{kitap kaynağı |url=https://books.google.com.mx/books?id=8tUVMSsC9wAC&pg=PA631&dq=%221892%22+%22mass%22+%22Hendrik+Lorentz%22+%22charge%22&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwizsZyxvPrkAhUD2qwKHaAVDE8Q6AEIKTAA#v=onepage&q=%221892%22%20%22mass%22%20%22Hendrik%20Lorentz%22%20%22charge%22&f=false |başlık=The Historical Development of Quantum Theory |sayfa=631 |ilk=Helmut |son=Rechenberg |yayımcı=[[Springer (yayınevi)|Springer]] |yıl=2001 |isbn=038795175X |dil=İngilizce}}</ref>

1896'da [[floresans]] [[mineral]]ler üzerinde çalışmalar yürüttüğü sıralarda [[Henri Becquerel]], bu minerallerin hiçbir dışsal enerji kaynağına maruz kalmadan radyasyon yaydıklarını keşfetti.<ref>{{akademik dergi kaynağı |başlık=Radiation technologies: past, present and future |ad1=A. G. |soyadı1=Chmielewski |ad2=M. |soyadı2=Haji-Saeid |dergi=[[Radiation Physics and Chemistry]] |tarih=Eylül-Ekim 2004 |sayfalar=17-21|cilt=71 |sayı=1-2 |dil=İngilizce |doi=10.1016/j.radphyschem.2004.05.040}}</ref> Sonrasında [[Ernest Rutherford]], bu radyoaktif malzemelerin parçacık yaydığını tespit ederek bu parçacıkları maddeye nüfuz etme özelliklerine göre [[alfa parçacığı|alfa]] ve [[beta parçacığı|beta]] olarak adlandırdı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Trenn |ilk=T. J. |yıl=1976 |başlık=Rutherford on the Alpha-Beta-Gamma Classification of Radioactive Rays |dergi=[[Isis (dergi)|Isis]] |cilt=67 |sayı=1 |sayfalar=61-75|jstor=231134 |doi=10.1086/351545 |dil=İngilizce}}</ref> 1900'de Becquerel, [[radyum]]un yaydığı beta ışınlarının elektrik alanını saptırabileceğini ve kütle-yük oranlarının katot ışınlarındakinin aynısı olduğunu belirledi.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Becquerel |ilk=Henri |yazarlink=Henri Becquerel |yıl=1900 |başlık=Déviation du Rayonnement du Radium dans un Champ Électrique |dergi=[[Comptes rendus de l'Académie des Sciences|Comptes rendus de l'Académie des sciences]] |cilt=130 |sayfalar=809-815|dil=Fransızca}}</ref> Bu bulgu, elektronların atomların bileşenleri olduğu fikri için bir kanıt oluşturuyordu.<ref>{{kitap kaynağı |soyadı1=Buchwald |ad1=J. Z. |soyadı2=Warwick |ad2=A. |yıl=2001 |başlık=Histories of the Electron |url=https://books.google.com/?id=1yqqhlIdCOoC&pg=PA195 |sayfalar=90-91|yayımcı=[[MIT Press]] |isbn=978-0-262-52424-7 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Myers |ilk=W. G. |yıl=1976 |başlık=Becquerel's Discovery of Radioactivity in 1896 |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-nuclear-medicine_1976-07_17_7/page/579 |dergi=[[The Journal of Nuclear Medicine]] |cilt=17 |sayı=7 |sayfalar=579-582|pmid=775027 |dil=İngilizce}}</ref>

1897'de [[J. J. Thomson]], [[John Townsend (fizikçi)|John Townsend]] ve [[Harold Wilson (fizikçi)|Harold Wilson]], öncesinde düşünüldüğünün aksine katot ışınlarının dalga, atom veya molekülden farklı ve özgün parçacıklar olduğunu gösteren deneyler yaptı.<ref name="thomson2">{{akademik dergi kaynağı |son=Thomson |ilk=J. J. |yıl=1897 |başlık=Cathode Rays |dergi=[[Philosophical Magazine]] |cilt=44 |sayfalar=293-316|doi=10.1080/14786449708621070 |sayı=269 |dil=İngilizce}}</ref> Thomson, katot ışın parçacıklarının bilinen en hafif iyon olan [[hidrojen]]inkinin binde biri olan kütlesinin (''m'') ve yükünün (''e'') doğru bir tahminini yaptı.<ref name="thomson2" /> Yük-kütle oranının (''e''/''m'') katodun malzemesinden bağımsız olduğunu gösterdi. Devamında ise radyoaktif, sıcak veya aydınlatılmış malzemeler tarafından üretilen [[yüklü parçacık|negatif yüklü parçacıkların]] evrensel olduğunu ispatladı.<ref name="thomson2" /> ''Elektron'' ismi bir kez daha, Johnstone Stoney tarafından bu parçacıklar için önerildi ve ilerleyen dönemde evrensel olarak kabul gördü.<ref name="O'Hara1975">{{akademik dergi kaynağı |son=O'Hara |ilk=J. G. |başlık=George Johnstone Stoney, F.R.S., and the concept of the electron |dergi=[[Notes and Records]] |cilt=29 |sayı=2 |sayfalar=265-276|tarih=Mart 1975 |dil=İngilizce |jstor=531468 |doi=10.1098/rsnr.1975.0018}}</ref>

1909'da gerçekleştirdikleri ve sonuçları 1911'de yayımlanan [[yağ damlası deneyi]] sonrasında [[Robert A. Millikan]] ve [[Harvey Fletcher]], elektronların yüklerini daha hassas bir şekilde ölçtüler. Deneyde, yüklü yağ damlacığının yerçekimi yüzünden düşmesini önlemek için elektrik alanı kullandı. Bu araç sayesinde %0,3'ten az bir hata payıyla, 1-150 kadar az iyonun elektrik yükü ölçülebildi. Benzer deneyler de elektroliz tarafından yönetilen yüklü su damlacıkları bulutları kullanarak Thomson'ın ekibi tarafından daha önce yapılmıştı.<ref name="thomson2" /> 1911'de ise [[Abram İoffe]]'nin, metallerin yüklü mikroparçacıklarını kullanarak yaptığı ve Milikan ile aynı sonuca bağımsız olarak ulaştığı deneylerin sonuçları 1913'te yayımlandı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Kikoin |ad1=İ. K. |soyadı2=Sominski |ad2=İ. S. |yıl=1961 |başlık=Abram Fedorovich Ioffe (on his eightieth birthday) |dergi=[[Physics-Uspekhi|Soviet Physics Uspekhi]] |cilt=3 |sayfalar=798-809|doi=10.1070/PU1961v003n05ABEH005812 |bibcode=1961SvPhU...3..798K |sayı=5 |dil=İngilizce}}</ref>

20. yüzyılın başlarında, belirli koşullar altında hızlı hareket eden yüklü parçacığın yolu boyunca [[aşırı doymuşluk|aşırı doymuş]] [[su buharı]] yoğunluğuna yol açtığı keşfedildi. 1911'de [[Charles Wilson (fizikçi)|Charles Wilson]]'ın tasarladığı [[bulut odası]]nda bu prensip kullanıldı ve böylelikle hızlı hareket eden elektronlar gibi yüklü parçacıkların izleri fotoğrafladı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Das Gupta |ilk=N. N. |soyadı2=Ghosh |ad2=S. K. |yıl=1999 |başlık=A Report on the Wilson Cloud Chamber and Its Applications in Physics |dergi=[[Reviews of Modern Physics]] |cilt=18 |sayfalar=225-290|doi=10.1103/RevModPhys.18.225 |bibcode=1946RvMP...18..225G |sayı=2 |dil=İngilizce}}</ref>

=== Atom teorisi ===
[[Dosya:Bohr atom model Turkish.svg|sağ|küçükresim|[[Bohr modeli]]ne göre n numarasıyla [[kuantumlanma|kuantumlanan]] elektron durumlarını gösteren çizim. Alt yörüngelere düşen bir elektron yörüngeler arasındaki enerji farkı kadar foton yayar.]]
[[Ernest Rutherford]], [[Henry Moseley]], [[James Franck]] ve [[Gustav Hertz]]'in 1914'e kadar yaptıkları deneylerle, bir atomun yapısı düşük kütleli elektronla çevrili ve pozitif yüklerin yer aldığı yoğun bir [[atom çekirdeği|çekirdeği]] olarak tanımladı.<ref name="smirnov"/> 1913'te [[Niels Bohr]], elektronların çekirdekle ilgili elektron yörüngelerinin [[açısal momentum]]larıyla belirlenen enerjiyle beraber belli bir dereceye kadar enerji içeren durumlarda bulunduğunu tespit etti. Elektronlar, belli sıklıklardaki protonların yayılması veya emilmesi ile bu durumlar ve yörüngeler arasında hareket edebildiğini belirledi. Bu [[kuantumlanma|kuantumlanmış]] yörüngeler aracılığıyla, hidrojen atomunun bu [[spektrum çizgisi|spektrum çizgilerini]] açıkladı.<ref>{{kitap kaynağı |son=Pais |ilk=Abraham |yazarlink=Abraham Pais |yıl=1991 |başlık=Niels Bohr's Times, In Physics, Philosophy and Polity |yer=Oxford |yayımcı=Clarendon Press |isbn=978-0-19-852049-8 |sayfalar=146-149|url=https://archive.org/details/nielsbohrstimesi00pais_0 |dil=İngilizce}}</ref> Fakat Bohr'un modeli bu spektrum çizgilerinin göreli yoğunluklarını hesaplamada yanıldı ve daha karmaşık atomların spektrumlarını açıklamakta başarılı olamadı.<ref name="smirnov">{{kitap kaynağı |son=Smirnov |ilk=B. M. |yıl=2003 |başlık=Physics of Atoms and Ions |url=https://books.google.com/?id=I1O8WYOcUscC&pg=PA14 |sayfalar=14-21|yayımcı=Springer |isbn=978-0-387-95550-6 |dil=İngilizce}}</ref>

Atomların arasındaki [[kimyasal bağ]]lar 1916 yılında, iki atom arasındaki [[kovalent bağ]]ın aralarında paylaştıkları [[elektron çifti|elektron çiftleri]] tarafından korunduğunu ileri süren [[Gilbert Lewis]] tarafından açıklandı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Lewis |ilk=Gilbert |yazarlink=Gilbert Lewis |yıl=1916 |başlık=The Atom and the Molecule |dergi=[[Journal of the American Chemical Society]] |cilt=38 |sayı=4 |sayfalar=762-786|doi=10.1021/ja02261a002 |dil=İngilizce}}</ref> 1927'de, [[Walter Heitler]] ve [[Fritz London]] tarafından, elektron çiftlerinin oluşumu ile kimyasal bağların, [[kuantum mekaniği]] bağlamında tam açıklaması gerçekleştirildi.<ref name=Arabatzis>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Arabatzis |ad1=T. |soyadı2=Gavroglu |ad2=K. |yıl=1997 |başlık=The chemists' electron |dergi=[[European Journal of Physics]] |cilt=18 |sayfalar=150-163|doi=10.1088/0143-0807/18/3/005 |bibcode=1997EJPh...18..150A |sayı=3 |dil=İngilizce}}</ref> 1919'da, Lewis'in statik atom modelini inceleyen [[Irving Langmuir]], elektronların ardışık "konsentirik (neredeyse) küresel kabuklara dağılmış ve tamamının eşit kalınlıkta" olduğunu öne sürdü.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Langmuir |ilk=Irving |yazarlink=Irving Langmuir |yıl=1919 |başlık=The arrangement of electrons in atoms and molecules |dergi=[[Journal of the American Chemical Society]] |cilt=41 |sayı=6 |sayfalar=868-934|doi=10.1021/ja02227a002 |dil=İngilizce}}</ref> Kabukları, her biri birer elektron çifti içeren birkaç hücreye böldü. Bu modelle Langmuir, genellikle kendilerini periyodik kurallara göre tekrar eden [[periyodik tablo]]daki bütün [[element]]lerin niteliksel olarak [[kimyasal özellik]]lerini açıklamayı başardı.<ref>{{kitap kaynağı |son=Scerri |ilk=E. R. |yıl=2007 |başlık=The Periodic Table |url=https://books.google.com/?id=SNRdGWCGt1UC&pg=PA205 |sayfalar=205-226|yayımcı=Oxford University Press |isbn=978-0-19-530573-9 |dil=İngilizce}}</ref>

1924'te [[Wolfgang Pauli]], atomların kabuk benzeri yapılarının her durum birden fazla elektron tarafından belirlenmedikçe her kuantum enerji durumunu tanımlayan dört parametreyle açıklanabileceğini gözlemledi. Bu aynı kuantum enerji durumunu kaplayan birden fazla elektrona karşı yasaklama olayı, [[Pauli dışarlama ilkesi]] olarak kullanıma geçti.<ref>{{kitap kaynağı |son=Massimi |ilk=Michela |yıl=2005 |başlık=Pauli's Exclusion Principle |url=https://books.google.com/?id=YS91Gsbd13cC&pg=PA7 |sayfalar=7-8|yayımcı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-83911-2 |dil=İngilizce}}</ref> İki farkı mümkün değere sahip dördüncü parametreyi açıklamak için kullanılan fiziksel mekanizma, 1925'te yörüngenin açısal momentumuna ek olan bir elektronun bir içsel açısal momentumu ve [[manyetik moment|manyetik dipol momenti]] olduğunu belirten [[Samuel Goudsmit]] ve [[George Uhlenbeck]] tarafından belirlendi<ref name="smirnov"/><ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Uhlenbeck |ad1=G. E. |soyadı2=Goudsmith |ad2=S. |yıl=1925 |başlık=Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons |dergi=[[The Science of Nature|Naturwissenschaften]] |cilt=13 |sayı=47 |bibcode=1925NW.....13..953E |doi=10.1007/BF01558878 |sayfalar=953-954|dil=Almanca}}</ref> Bu içsel açısal momentum, ilerleyen dönemlerde [[spin (fizik)|spin]] olarak adlandırıldı ve yüksek çözünürlüklü [[Spektrometre|spektrografla]] gözlemlenen spektrum çizgilerinin daha önceleri nedeni bilinmeyen ve sonradan [[ince yapı]] bölünmesi olarak adlandırılan bir şekilde bölünmesini açıkladı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Pauli |ilk=Wolfgang |yazarlink=Wolfgang Pauli |yıl=1923 |başlık=Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes |dergi=[[Zeitschrift für Physik]] |cilt=16 |sayı=1 |sayfalar=155-164|bibcode=1923ZPhy...16..155P |doi=10.1007/BF01327386 |dil=Almanca}}</ref>

=== Kuantum mekaniği ===
{{ayrıca bakınız|Kuantum mekaniği tarihi}}
[[Dosya:Orbital s1.png|küçükresim|Kuantum mekaniğinde, bir atomdaki bir elektronun davranışı yörüngeden ziyade, bir dağılım olasılığı olan orbital tarafından tanımlanır. Çizimde, taralı alan o noktadaki verilen [[kuantum sayısı]]yla ilgili enerjiye sahip olarak göreli elektron bulma ihtimali gösterilir.]]
1924 tarihli ''Recherches sur la théorie des quanta'' adlı çalışmasında [[Louis de Broglie]], bütün maddelerin [[ışık]] gibi bir [[madde dalgası|dalgaya]] sahip olduğunu hipotezleştirdi.<ref>{{kitap kaynağı |url=https://books.google.com/books?id=OepEAAAAIAAJ&q=1924+de+broglie+Recherches+sur+la+th%C3%A9orie+des+quanta+%22electron+wave%22&dq=1924+de+broglie+Recherches+sur+la+th%C3%A9orie+des+quanta+%22electron+wave%22&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwjY0qjpwP_kAhVJC6wKHSMAB1sQ6AEIKTAA |başlık=Introductory Physics |ilk=Robert |son=Karplus |yazarlink=Robert Karplus |sayfa=217 |dil=İngilizce |yayımcı=[[Pearson (şirket)|W. A. Cummings]] |yıl=1969 |erişimtarihi=3 Ekim 2019 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20210821151246/https://books.google.com/books?id=OepEAAAAIAAJ&q=1924+de+broglie+Recherches+sur+la+th%C3%A9orie+des+quanta+%22electron+wave%22&dq=1924+de+broglie+Recherches+sur+la+th%C3%A9orie+des+quanta+%22electron+wave%22&hl=tr&sa=X&ved=0ahUKEwjY0qjpwP_kAhVJC6wKHSMAB1sQ6AEIKTAA |arşivtarihi=21 Ağustos 2021 |ölüurl=hayır }}</ref> Bulgulara göre uygun koşullar altındaki elektronlar ve diğer maddeler ya dalga ya da parçacık özellikleri gösteriyordu. Bir parçacığın [[Işığın parçacık teorisi|parçacık özellikleri]], verilen anda onun eğik hareketi boyunca uzayda yerleştirildiği konumu olduğu gösterilince ortaya çıkar.<ref>{{kitap kaynağı |son=Falkenburg |ilk=Brigette |yıl=2007 |başlık=Particle Metaphysics |url=https://books.google.com/?id=EbOz5I9RNrYC&pg=PA85 |sayfa=85 |yayımcı=Springer |isbn=978-3-540-33731-7 |dil=İngilizce}}</ref> 1927'de yaptıkları deneylerle [[George Thomson (fizikçi)|George Thomson]], metal bir folyodan bir elektron demetinin geçmesiyle; [[Clinton Davisson]] ile [[Lester Germer]] ise [[nikel]] kristalinden elektronların yansımasıyla elektronun [[girişim]] etkisini keşfetti.<ref>{{akademik dergi kaynağı |başlık=Diffraction of Cathode Rays by a Thin Film |url=https://archive.org/details/sim_nature-uk_1927-06-18_119_3007/page/890 |ad1=G. P. |soyadı1=Thomson |ad2=A. |soyadı2=Reid |dergi=Nature |tarih=18 Haziran 1927 |cilt=119 |sayı=3007 |sayfa=890 |dil=İngilizce |doi=10.1038/119890a0}}</ref><ref>{{Web kaynağı | url = https://www.britannica.com/biography/Lester-Halbert-Germer | başlık = Lester Halbert Germer | çalışma = [[Encyclopædia Britannica]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20190123072054/https://www.britannica.com/biography/Lester-Halbert-Germer | arşivtarihi = 23 Ocak 2019 | erişimtarihi = 3 Ekim 2019 | ölüurl = hayır }}</ref>

De Broglie'nin elektronların dalga yapısı öngörüsü sonrasında [[Erwin Schrödinger]], atom çekirdeğinin etkisi altında hareket eden elektronlar için 1926'da oluşturduğu [[Schrödinger denklemi|dalga denklemiyle]] elektron dalgalarının nasıl yayıldığını tanımladı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Schrödinger |ilk=Erwin |yazarlink=Erwin Schrödinger |yıl=1926 |başlık=Quantisierung als Eigenwertproblem |dergi=[[Annalen der Physik]] |cilt=385 |sayı=13 |sayfalar=437-490|bibcode=1926AnP...385..437S |doi=10.1002/andp.19263851302 |dil=Almanca}}</ref> Zamanla bu denklem, elektronun yerini belirleyen çözümü sağlamak yerine, özellikle elektron dalga denkleminin zamanla değişmediği uzayda bağlı elektronun olduğu bir pozisyona yakın bir elektron bulunması için de kullanıldı. Bu yaklaşım ikinci bir kuantum mekaniği formülasyonunun oluşturulmasına (ilki 1925'te [[Werner Heisenberg]] tarafından yapışmıştı) ve Heisenberg'inki gibi Schrödinger denkleminin çözümleri 1913'te Bohr tarafından elde edilenlere eşit olan ve hidrojen spektrumunu ürettiği bilinen hidrojen atomundaki bir elektronun enerji durumunun türevlerinin elde edilmesine yol açtı.<ref>{{kitap kaynağı |son=Rigden |ilk=J. S. |yıl=2003 |başlık=Hydrogen |url=https://books.google.com/?id=FhFxn_lUvz0C&pg=PT66 |yayımcı=[[Harvard University Press]] |sayfalar=59-86|isbn=978-0-674-01252-3 |dil=İngilizce}}</ref> Spin ve çoklu elektronlar arasındaki etkileşimin tanımlanmasının ardından, kuantum mekaniği sayesinde hidrojenden daha yüksek [[atom numarası]]na sahip atomlardaki elektronların diziliminin öngörülmesi mümkün kılındı.<ref>{{kitap kaynağı |son=Reed |ilk=B. C. |yıl=2007 |başlık=Quantum Mechanics |url=https://books.google.com/?id=4sluccbpwjsC&pg=PA275 |sayfalar=275-350|yayımcı=Jones & Bartlett Publishers |isbn=978-0-7637-4451-9 |dil=İngilizce}}</ref>

1928'de [[Paul Dirac]], Wolfgang Pauli'nin çalışmasını temel alarak [[görelilik teorisi]]yle uyumlu olan, kuantum mekaniğinin elektromanyetik alanının [[hamilton işlemcisi|hamilton]] formülasyonuna göreli ve simetrik kavrayışları uygulayarak [[Dirac denklemi]] olarak adlandırılan bir elektron modeli oluşturdu.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Dirac |ilk=P. A. M. |yıl=1928 |başlık=The quantum theory of the electron |dergi=[[Proceedings of the Royal Society#Proceedings of the Royal Society A|Proceedings of the Royal Society A]] |cilt=117 |sayı=778 |sayfalar=610-624|doi=10.1098/rspa.1928.0023 |bibcode=1928RSPSA.117..610D |dil=İngilizce}}</ref> Göreli denklemindeki bazı sorunları çözme amacıyla 1930'da, negatif enerjili parçacıklardan oluşan sonsuz bir deniz olan ve sonraları [[Dirac denizi]] olarak adlandırılan bir vakum modeli geliştirdi. Bu sayede elektronun benzer [[antimadde]]si [[pozitron]]un varlığını öngördü.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Dirac |ilk=Paul |yazarlink=Paul Dirac |başlık=A theory of electrons and protons |dergi=Proceedings of the Royal Society A |yıl=1930 |cilt=126 |sayı=801 |sayfalar=360-365|yayımcı=Royal Society Publishing |dil=İngilizce |doi=10.1098/rspa.1930.0013 |jstor=95359 |bibcode=1930RSPSA.126..360D}}</ref><ref>{{kitap kaynağı |ilk=Walter |son=Greiner |yıl=2000 |basım=3.|başlık=Relativistic Quantum Mechanics. Wave Equations |yayımcı=Springer |isbn=3-5406-74578 |dil=İngilizce |url=https://books.google.com/books?id=2DAInxwvlHYC&pg=PA1&dq=Relativistic+quantum+mechanics |yazarlink=Walter Greiner |erişimtarihi=3 Ekim 2019 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20190422113052/https://books.google.com/books?id=2DAInxwvlHYC&pg=PA1&dq=Relativistic+quantum+mechanics |arşivtarihi=22 Nisan 2019 |ölüurl=hayır}}</ref> Bu parçacık 1932'de, standart elektronlara ''negaton'' diyen ve ''elektron'' kelimesini pozitif ve negatif yüklü parçacıkları tanımlamak için kullanmayı öneren [[Carl Anderson (fizikçi)|Carl Anderson]] tarafından keşfedildi.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Anderson |ilk=C. D. |yazarlink=Carl Anderson (fizikçi) |yıl=1933 |başlık=The Positive Electron |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1933-03-15_43_6/page/n105 |dergi=[[Physical Review]] |cilt=43 |sayı=6 |sayfalar=491-494|bibcode=1933PhRv...43..491A |doi=10.1103/PhysRev.43.491 |dil=İngilizce}}</ref>

1947'de, [[Robert Retherford]] ile birlikte çalışan [[Willis Lamb]], bir hidrojen atomunun aynı enerjiye sahip olması gereken belli kuantum durumlarında, sonraları [[Lamb kayması]] olarak adlandırılan farklılıklar yaşandığını buldu.<ref>{{akademik dergi kaynağı |başlık=Fine Structure of the Hydrogen Atom by a Microwave Method |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1947-08-01_72_3/page/n51 |ad=Willis E. |soyadı=Lamb |soyadı2=Retherford |ad2=Robert C. |yazarbağı1=Willis Lamb |yazarbağı2=Robert Retherford |dergi=Physical Review |cilt=72 |sayı=3 |sayfalar=241-243|yıl=1947 |doi=10.1103/PhysRev.72.241 |bibcode=1947PhRv...72..241L |dil=İngilizce}}</ref> [[Henry Foley]] ile birlikte çalışmalarını yürüten [[Polykarp Kusch]] 1948'de, [[elektronun manyetik momenti]]nin Dirac'ın teorisi tarafından öngörülenden daha büyük olduğunu buldu.<ref>{{akademik dergi kaynağı |başlık=The Magnetic Moment of the Electron |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1948-08-01_74_3/page/n14 |soyadı1=Kusch |ad1=P. |soyadı2=Foley |ad2=H. M. |yazarbağı1=Polykarp Kusch |yazarbağı2=Henry Foley |dergi=Physical Review |cilt=74| sayfa=250 |yıl=1948 |doi=10.1103/PhysRev.74.250 |dil=İngilizce |bibcode=1948PhRv...74..250R}}</ref> [[Anormal manyetik dipol moment]] olarak adlandırılan aradaki fark 1948'de [[Julian Schwinger]] tarafından açıklandı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Schwinger |ad1=Julian |yazarlink=Julian Schwinger |yıl=1948 |başlık=On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1948-02-15_73_4/page/n144 |dergi=Physical Review |cilt=73 |sayı=4 |sayfa=416 |bibcode=1948PhRv...73..416S |doi=10.1103/PhysRev.73.416 |dil=İngilizce}}</ref>

=== Parçacık hızlandırıcılar ===
20. yüzyılın ilk yarısında [[parçacık hızlandırıcı]]ların geliştirilmesiyle birlikte, [[atomaltı parçacık]]ların özellikleri üzerine yapılan araştırmalar da derinleşmeye başladı.<ref>{{Web kaynağı | son = Panofsky | ilk = Wolfgang K. H. | yıl = 1997 | başlık = The Evolution of Particle Accelerators & Colliders | url = http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/27/1/27-1-panofsky.pdf | yayımcı = [[Stanford Üniversitesi]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20160603171047/http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/27/1/27-1-panofsky.pdf | arşivtarihi = 3 Haziran 2016 | erişimtarihi = 14 Ekim 2018 | ölüurl = hayır }}</ref> İlk [[elektromanyetik indüksiyon]] kullanarak elektronları hızlandırma denemesini 1940'ta gerçekleştiren [[Donald Kerst]], yaptığı denemelerde [[betatron]]u ile 2,3 MeV enerjiye ulaşmayı başardı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Kerst |ilk=D. W. |yazarlink=Donald Kerst |başlık=Acceleration of Electrons by Magnetic Induction |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1940-11-01_58_9/page/n79 |doi=10.1103/PhysRev.58.841 |bibcode=1940PhRv...58..841K |dergi=Physical Review |cilt=58 |sayı=9 |sayfa=841 |yıl=1940 |dil=İngilizce}}</ref> 1947'de, [[sinkrotron radyasyonu]] 70 MeV elektron [[sinkrotron]] ile [[General Electric]]'te keşfedildi. Bu radyasyon elektronların, manyetik alana doğru neredeyse [[ışık hızı]]yla hareket etmeleriyle meydana geldi.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Elder |ad1=F. R. |soyadı2=Gurewitsch |ad2=A. M. |soyadı3=Langmuir |ad3=R. V. |soyadı4=Pollock |ad4=H. C. |başlık=Radiation from Electrons in a Synchrotron |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1947-06-01_71_11/page/n83 |yıl=1947 |dergi=Physical Review |cilt=71 |sayı=11 |sayfalar=829-830|dil=İngilizce |bibcode=1947PhRv...71..829E |doi=10.1103/PhysRev.71.829.5}}</ref>

İlk yüksek enerji [[çarpıştırıcı]], 1,5 GeV enerji demetiyle 1968'de hizmete giren [[ADONE]]'ydi.<ref>{{kitap kaynağı |editör1-soyadı=Hoddeson |editör1-ad=Lillian |editör2-soyadı=Brown |editör2-ad=Laurie |editör3-soyadı=Riordan |editör3-ad=Michael |editör4-soyadı=Dresden |editör4-ad=Max |yıl=1997 |başlık=The Rise of the Standard Model |url=https://books.google.com/?id=klLUs2XUmOkC&pg=PA25 |sayfalar=25-26|yayımcı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-57816-5 |dil=İngilizce}}</ref> Alet, elektronları ve pozitronları ters yönlerde, çarpışma enerjilerini bir elektronlu durağan bir hedefe çaptığındakinin iki katına çıkararak hızlandırıyordu.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Bernardini |ilk=Carlo |yıl=2004 |başlık=AdA: The First Electron-Positron Collider |dergi=[[Physics in Perspective]] |cilt=6 |sayı=2 |sayfalar=156-183|bibcode=2004PhP.....6..156B |doi=10.1007/s00016-003-0202-y |dil=İngilizce}}</ref> 1989'dan 2000'e kadar etkin olan [[Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi]]ndeki [[Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısı]], 204 GeV değerinde enerjiye ulaşan çarpışmalar gerçekleştirmeyi başardı.<ref>{{Web kaynağı | yıl = 2008 | başlık = Testing the Standard Model: The LEP experiments | url = http://public.web.cern.ch/PUBLIC/en/Research/LEPExp-en.html | yayımcı = [[Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20130213071348/http://public.web.cern.ch/public/en/research/LEPExp-en.html | arşivtarihi = 13 Şubat 2013 | erişimtarihi = 14 Ekim 2018 | ölüurl = evet }}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |yıl=2000 |başlık=LEP reaps a final harvest |url=http://cerncourier.com/cws/article/cern/28335 |dergi=[[CERN Courier]] |cilt=40 |sayı=10 |dil=İngilizce |erişimtarihi=14 Ekim 2018 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20101121031107/http://cerncourier.com/cws/article/cern/28335 |arşivtarihi=21 Kasım 2010 |ölüurl=hayır}}</ref>

== Özellikleri ==
=== Sınıflandırması ===
[[Dosya:Standard Model of Elementary Particles-tr.svg|sağ|küçükresim|upright=1.3|Temel parçacıkların [[Standart Model]]'i. Soldan birinci sütunun üstten üçüncü satırında ''e'' simgesi ile gösterilen elektron yer alır.]]
Parçacık fiziğinin [[Standart Model]]'inde elektronlar, [[temel parçacık]]lar olduklarına inanılan [[lepton]] adlı atomaltı parçacık grubuna dahildirler. Elektronlar, yüklü herhangi bir leptondan ya da elektrik yüklenmiş herhangi bir tür parçacıktan daha düşük [[kütle]]ye sahiptir ve temel parçacıkların ilk [[nesil (parçacık fiziği)|nesline]] aittir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Frampton |soyadı2=Hung |ad2=P. Q. |soyadı3=Sher |ad3=Marc |yıl=2000 |başlık=Quarks and leptons beyond the third generation |dergi=[[Physics Reports]] |cilt=330 |sayı=5-6 |sayfalar=263-348|doi=10.1016/S0370-1573(99)00095-2 |arxiv=hep-ph/9903387 |bibcode=2000PhR...330..263F |dil=İngilizce}}</ref> İkinci ve üçüncü nesillerdeki yüklü leptonlar olan [[müon]] ve [[tau (parçacık)|tau]]; yük, spin ve [[temel kuvvet|etkileşim]] açısından elektronlar ile [[özdeş parçacıklar|özdeş]] olsalar da daha büyük boyuttadırlar. Leptonlar, maddenin diğer basit bileşenlerinden olan [[kuark]]lardan, [[güçlü etkileşim]]i olmaması bakımından ayrılırlar. Lepton grubunun tüm üyeleri gibi elektronlar, [[yarım tam sayı]] spine ([[Spin ½|{{sfrac|1|2}}]]) sahip olduklarından birer [[fermiyon]]dur.<ref name="raith">{{kitap kaynağı |soyadı1=Raith |ad1=W. |soyadı2=Mulvey |ad2=T. |yıl=2001 |başlık=Constituents of Matter |sayfalar=777-781|yayımcı=[[CRC Press]] |isbn=978-0-8493-1202-1 |dil=İngilizce}}</ref>

=== Temel özellikleri ===
Elektronun [[durgun kütle]]si [[Büyüklük kıyaslaması (kütle)|{{Değer|9.1093837015|(28)|e=-31}}]] [[kilogram]] ya da {{Değer|5.48579909065|(16)|e=-4}} [[atomik kütle birimi]]dir. [[Albert Einstein]]'ın [[kütle-enerji eşdeğerliği]] ilkesine göre bu kütle {{Değer|0.51099895000|(15)}} MeV durgun enerjiye tekabül eder. [[Proton-elektron kütle oranı|Protonun kütlesinin elektronunkine oranı]] yaklaşık 1836'dır.<ref name="CODATA">{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Tiesinga |ad1=Eite |soyadı2=Mohr |ad2=Peter J. |soyadı3=Newell |ad3=David B. |soyadı4=Taylor |ad4=Barry N. |yıl=2021 |başlık=CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2018 |dergi=[[Journal of Physical and Chemical Reference Data]] |cilt=50 |sayfalar=033105|doi=10.1103/RevModPhys.93.025010 |dil=İngilizce}}</ref> Astronomik ölçümler bu oranın Standart Model'de öngörüldüğü gibi, en azından [[evrenin yaşı]]nın yarısından beri aynı kaldığını gösterir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Murphy |ilk=M. T. |yıl=2008 |başlık=Strong limit on a variable proton-to-electron mass ratio from molecules in the distant universe |dergi=[[Science]] |cilt=320 |sayı=5883 |sayfalar=1611-1613|doi=10.1126/science.1156352 |pmid=18566280 |bibcode=2008Sci...320.1611M |arxiv=0806.3081 |yazarlarıgöster=et al |dil=İngilizce}}</ref>

Elektronlar, {{Değer|-1.602176634|e=-19}} [[coulomb]] kadar [[elektrik yükü]]ne sahiptir.<ref name="CODATA"/> Deneysel hassasiyet sınırları içinde elektronun yükü, protonunkinin aynısının zıt işaretlisidir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Zorn |ad1=J. C. |soyadı2=Chamberlain |ad2=G. E. |soyadı3=Hughes |ad3=V. W. |yıl=1963 |başlık=Experimental limits for the electron-proton charge difference and for the charge of the neutron |dergi=Physical Review |cilt=129 |sayı=6 |sayfalar=2566-2576|doi=10.1103/PhysRev.129.2566 |bibcode=1963PhRv..129.2566Z |dil=İngilizce}}</ref> Temel yük için ''e'' simgesinin kullanılması nedeniyle elektron, genellikle {{Atomaltı parçacık|electron}} şeklinde, negatif yükü temsil eden eksi işaretiyle birlikte simgeler. Elektronla aynı özelliklere sahip olan ve elektronun aksine pozitif yüke sahip olan elektronun antiparçacığı pozitron ise {{Atomaltı parçacık|positron}} şeklinde gösterilir.<ref name="raith"/><ref name="CODATA"/>

Elektronların, spin olarak adlandırılan içsel [[açısal momentum]]u {{sfrac|1|2}}'dir.<ref name="CODATA"/> Bu spin değerine sahip parçacıklar için spin büyüklüğü ±{{sfrac|''ħ''|2}} kadardır ve herhangi bir eksendeki spinin [[Vektörel izdüşüm|izdüşüm]] ölçümlerinin sonuçları yalnızca {{sfrac|{{kök işareti|3}}|2}}&nbsp;''ħ'' olabilir.{{efn|Bu büyüklük, spin kuantum sayısından şu şekilde elde edilir:

:<math>\begin{alignat}{2}
 S & = \sqrt{s(s + 1)} \cdot \frac{h}{2\pi} \\
 & = \frac{\sqrt{3}}{2} \hbar \\
\end{alignat}</math>
''s'' kuantum sayısı için &equals; {{sfrac|1|2}}<ref>{{Kitap kaynağı |son=Gupta |ilk=M. C. |yıl=2001 |başlık=Atomic and Molecular Spectroscopy |url=https://books.google.com/?id=0tIA1M6DiQIC&pg=PA81 |sayfa=81 |yayıncı=New Age Publishers |isbn=978-81-224-1300-7 |dil=İngilizce}}</ref>}} Spine ek olarak elektron, spin ekseni boyunca içsel bir [[elektronun manyetik momenti|manyetik momente]] sahiptir.<ref name="CODATA"/> Bu değer yaklaşık olarak bir [[Bohr magnetonu]]na denk gelen {{Değer|9.2847647043|(28)|e=-24|u=[[joule]]/[[tesla (birim)|tesla]]}} kadardır.<ref name="CODATA"/><ref name=Hanneke/>{{efn|Bohr magnetonu:
:<math>\textstyle\mu_{\mathrm{B}}=\frac{e\hbar}{2m_{\mathrm{e}}}</math>}} Elektronun momentumuna göre spinin yönünün belirlenmesi olayı, temel parçacıkların [[sarmallık (parçacık fiziği)|sarmallık]] olarak bilinen özelliğini ifade eder.<ref name="anastopoulos">{{Kitap kaynağı |son=Anastopoulos |ilk=C. |yıl=200 |başlık=Particle or Wave |url=https://books.google.com/?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA261 |yayıncı=[[Princeton University Press]] |sayfalar=261-262|isbn=978-0-691-13512-0 |dil=İngilizce}}</ref>

Elektronun bilinen bir [[preon|alt yapısı]] yoktur<ref name="prl50">{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Eichten |ad1=E. J. |soyadı2=Peskin |ad2=M. E. |soyadı3=Peskin |ad3=M. |yıl=1983 |başlık=New tests for quark and lepton substructure |dergi=[[Physical Review Letters]] |cilt=50 |sayfalar=811-814|sayı=11 |doi=10.1103/PhysRevLett.50.811 |bibcode=1983PhRvL..50..811E |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Gabrielse |ilk=G. |yıl=2006 |başlık=New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron ''g'' Value and QED |dergi=Physical Review Letters |cilt=97 |sayfalar=030802(1-4)|doi=10.1103/PhysRevLett.97.030802 |pmid=16907491 |bibcode=2006PhRvL..97c0802G |sayı=3 |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref> ve uzamsal bir kapsamı olmayan, noktasal yüke sahip [[nokta parçacık]] olarak kabul edilir.<ref name="curtis74">{{Kitap kaynağı |son=Curtis |ilk=L. J. |yıl=2003 |başlık=Atomic Structure and Lifetimes |url=https://books.google.com/?id=KmwCsuvxClAC&pg=PA74 |sayfa=74 |yayıncı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-53635-6 |dil=İngilizce}}</ref> [[Klasik fizik]]te bir nesnenin açısal momentumu ve manyetik momenti, onun fiziksel boyutlarına bağlıdır. Elektronun boyutsuz olarak kabul edilmesinden dolayı, [[paradoks]]al ve elektronun sonlu ve sıfırdan farklı yarıçapına işaret eden [[Penning tuzağı]]ndaki deneysel gözlemlerle ters düşüyor gibi gözükebilir. Elektronun [[yarıçap]]ı konusu, modern teorik fizikte birtakım sorunlara yol açar. Elektronun sonlu bir yarıçapı hipotezinin kabulü, görelilik teorisinin önermeleriyle uyumsuzdur. Diğer yandan, nokta benzeri elektron (sıfır yarıçaplı) sonsuzluğa yönelen elektronun [[öz enerji]]si nedeniyle matematiksel zorlulara yok açar. Bir Penning tuzağındaki tek bir elektronda, parçacığın yarıçapının üst sınırının 10<sup>−22</sup> metre olduğunu gözlemlenmiştir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Dehmelt |ilk=H. |yıl=1988 |başlık=A Single Atomic Particle Forever Floating at Rest in Free Space: New Value for Electron Radius |dergi=[[Physica Scripta]] |cilt=T22 |sayfalar=102-110|doi=10.1088/0031-8949/1988/T22/016 |bibcode=1988PhST...22..102D |dil=İngilizce}}</ref> Enerjideki [[belirsizlik ilkesi]] kullanılarak üst sınırın 10<sup>−18</sup> metre olduğu da söylenebilir.<ref>{{Web kaynağı | url = http://gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/overviews/ElectronSubstructure/ElectronSubstructure.html | başlık = Limit on Electron Substructure | ilk = Gerald | son = Gabrielse | yazarlink = Gerald Gabrielse | yayımcı = [[Harvard Üniversitesi]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20190410164332/http://gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/overviews/ElectronSubstructure/ElectronSubstructure.html | arşivtarihi = 10 Nisan 2019 | erişimtarihi = 7 Ekim 2019 | ölüurl =evet}}</ref> Protonun yarıçapından fazla, klasik elektron yarıçapı denilen çok daha fazla değeri olan {{Değer|2.8179|e=-15|u=m}} kadar, "[[klasik elektron yarıçapı]]" adı verilen bir fiziksel sabit daha olmakla birlikte bu değer, kuantum mekaniğinin etkilerini göz ardı eden basitleştirilmiş bir hesaplama ile elde edildiğinden dolayı elektronun yapısıyla ilgili gerçeği yansıtmaz.<ref>{{Kitap kaynağı |son=Meschede |ilk=D. |yıl=2004 |başlık=Optics, Light and Lasers |url=https://books.google.com/?id=PLISLfBLcmgC&pg=PA168 |yayıncı=[[Wiley-VCH]] |sayfa=168 |isbn=978-3-527-40364-6 |dil=İngilizce}}</ref>{{efn|Klasik elektron yarıçapı değerine şu şekilde ulaşılır: Elektronun yükünün, küresel yapısına eşit olarak dağıldığı varsayılır. Kürenin bir bölümü diğer bölümlerini iteceğinden, kürede bir [[elektrostatik]] [[potansiyel enerji]] olacaktır. Bu enerjinin, [[özel görelilik]] ile tanımlanan (''E''&nbsp;&equals;&nbsp;''mc''<sup>2</sup>) elektronun [[Durgun kütle#Durgun enerji|durgun enerjisine]] eşit olduğu düşünülür. Elektrostatik teoriden, kürenin potansiyel enerjisi, yarıçapı ''r'' ve yükü ''e'' olmak üzere şu şekildedir:
:<math>E_{\mathrm p} = \frac{e^2}{8\pi \varepsilon_0 r}</math>
buradaki ''ε''<sub>0</sub>, [[vakum geçirgenliği]]ni gösterir. Durgun kütlesi ''m''<sub>0</sub> olan bir elektronun durgun enerjisi şuna eşittir:
:<math>\textstyle E_{\mathrm p} = m_0 c^2</math>
buradaki ''c'', vakumdaki ışık hızını ifade eder. Bunları eşit olarak belirlemek ve ''r'' değeri için çözmek, klasik elektron yarıçapını verir.<ref>{{Kitap kaynağı |soyadı1=Haken |ad1=H. |soyadı2=Wolf |ad2=H. C. |soyadı3=Brewer |ad3=W. D. |yıl=2005 |başlık=The Physics of Atoms and Quanta |url=https://books.google.com/?id=SPrAMy8glocC&pg=PA70 |yayıncı=Springer |sayfa=70 |isbn=978-3-540-67274-6 |dil=İngilizce}}</ref>}}

Elektron, bazı temel parçacıkların aksine teorik temellerde kararlıdırlar ve daha küçük boyutlu parçacıklara [[parçacık bozunması|bozunmazlar]]. Sıfırdan farklı elektrik yüküne sahip parçacıklar arasında en düşük boyuta sahip olan elektronların bozunması, [[yük korunumu]]nu ihlal etmesi anlamına gelecektir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Steinberg |ilk=R. I. |yıl=1999 |başlık=Experimental test of charge conservation and the stability of the electron |dergi=Physical Review D |cilt=61 |sayı=2 |sayfalar=2582-2586|doi=10.1103/PhysRevD.12.2582 |bibcode=1975PhRvD..12.2582S |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref> Elektronun deneysel [[beklenen yaşam süresi|ortalama yaşam süresi]] için alt sınır, %90 [[güven aralığı|güvenilirlikle]] {{Değer|6.6|e=28}} yıldır.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Agostini |ilk=M. |yazarlarıgöster=etal |işbirliği=[[Borexino]] işbirliği |yıl=2015 |başlık=Test of Electric Charge Conservation with Borexino |dergi=Physical Review Letters |cilt=115 |sayı=23 |sayfalar=231802|doi=10.1103/PhysRevLett.115.231802 |bibcode=2015PhRvL.115w1802A |arxiv=1509.01223 |pmid=26684111 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |yazar=Beringer, J. (Particle Data Group) |yıl=2012 |başlık=Review of Particle Physics: [electron properties] |dergi=Physical Review D |cilt=86 |sayı=1 |sayfa=010001 |doi=10.1103/PhysRevD.86.010001 |bibcode=2012PhRvD..86a0001B |url=http://pdg.lbl.gov/2012/listings/rpp2012-list-electron.pdf |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce |erişimtarihi=9 Kasım 2018 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20160303210020/http://pdg.lbl.gov/2012/listings/rpp2012-list-electron.pdf |arşivtarihi=3 Mart 2016 |ölüurl=hayır}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Back |ilk=H. O. |yıl=2002 |başlık=Search for electron decay mode e → γ + ν with prototype of Borexino detector |dergi=[[Physics Letters|Physics Letters B]] |cilt=525 |sayı=1-2 |sayfalar=29-40|doi=10.1016/S0370-2693(01)01440-X |bibcode= 2002PhLB..525...29B |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref>

=== Kuantum özellikleri ===
[[Dosya:Asymmetricwave2.png|sol|küçükresim|[[Kutudaki parçacık|Tek boyutlu kutudaki iki özdeş fermiyonun]] kuantum durumunun bir antisimetrik dalga fonksiyonu örneği. parçacıkların yer değiştirmesi durumunda dalga fonksiyonunun işareti de değişir.]]
Tüm parçacıklar gibi elektronlar da dalga gibi davranabilirler. Buna [[dalga-parçacık ikiliği]] denir ve [[çift yarık deneyi]] kullanarak gösterilebilir.<ref>{{kitap kaynağı |son=Feynman |ilk=Richard P. |ad2=Robert B. |soyadı2=Leighton |ad3=Matthew |soyadı3=Sands |başlık=[[Feynman Fizik Dersleri|The Feynman Lectures on Physics]] |cilt=3 |yayımcı=[[Addison-Wesley]] |yıl=1965 |sayfa=15 |isbn=978-0201021189 |dil=İngilizce}}</ref> Elektronun dalga benzeri yapısı klasik parçacıklardaki gibi tek yarık yerine, paralel yarıklarından aynı anda geçmesine izin verir. Kuantum mekaniğinde bir parçacığın dalga benzeri özelliği genellikle ''ψ'' simgesiyle gösterilir ve [[karmaşık sayı|karmaşık]] değerli [[dalga fonksiyonu]] ile matematiksel olarak tanımlanabilir. Bu fonksiyonun [[mutlak değer]]inin [[Kare (cebir)|karesi]] alındığında, bir parçacığın bir konumunun yakınında gözlemlenme ([[Olasılık yoğunluk fonksiyonu|olasılık yoğunluğu]]) ihtimalini verir.<ref name="munowitz">{{Kitap kaynağı |son=Munowitz |ilk=M. |yıl=2005 |başlık=Knowing, The Nature of Physical Law |url=https://books.google.com/?id=IjVtDc85CYwC&pg=PA162 |yayıncı=Oxford University Press |isbn=978-0-19-516737-5 |sayfalar=162-218|dil=İngilizce}}</ref>

[[Dosya:Double-slit experiment results Tanamura four.jpg|küçükresim|Bir [[çift yarık deneyi]] sonucunda elde edilen tek elektronların [[Girişim|girişim örüntüsü]]. Elektron sayıları sırasıyla 200 (b), 6000 (c), 40.000 (d) ve 140.000 (e) kadardır.]]
Elektronlar, içsel özelliklerine bakılarak birbirlerinde ayrılamadıkları için [[özdeş parçacıklar]]dır. Kuantum mekaniğinde bu, etkileşen bir çift elektronun konumlarının, sistemin durumunda gözlemlenebilir hiçbir değişiklik olmadan değiştirilebileceği anlamı taşır. Elektronlar dahil fermiyonların dalga fonksiyonu antisimetriktir. Bu sayede iki elektron, ''r''<sub>1</sub> ve ''r''<sub>2</sub> sırasıyla birinci ve ikinci elektronları ifade edecek biçimde, {{Kayma|''ψ''(''r''<sub>1</sub>, ''r''<sub>2</sub>) {{=}} -''ψ''(''r''<sub>2</sub>, ''r''<sub>1</sub>)}} denklemine göre yer değiştirdiğinde elektronların işaretleri de değişir. Simge değişiminde mutlak değerlerde değişim yaşanmadığından olasılıklar eşittir.<ref name="munowitz"/> Antisimetri durumunda, elektronların etkileşimi için dalga denkleminin çözümleri bir çiftin aynı yeri veya durumunu kapsaması [[neredeyse kesin|sıfır olasılıkla]] sonuçlanır. Bir atomdaki bağlı elektron gruplarının aynı [[atomik orbital|yörüngede]] birbirleriyle çakışması yerine farklı yörüngelerde bulunması, iki elektronun aynı kuantum durumunda olmasını engelleyen Pauli dışlama ilkesiyle açıklanabilir.<ref name="munowitz"/>

=== Sanal parçacıklar ===
[[Dosya:Virtual pairs near electron.png|küçükresim|Sanal elektron-pozitron çiftlerinin bir elektronun yakınında rastgele görünmesinin şematik bir tasviri]]
Her foton, sonrasında hızlıca [[annihilasyon]]a uğrayan [[sanal parçacık|sanal elektron]] ile antiparçacığı sanal pozitronu birlikte barındıracak şekilde bir süreliğine var olur.<ref>{{Web kaynağı | son = Kane | ilk = Gordon | tarih = 9 Ekim 2006 | url = https://www.scientificamerican.com/article/are-virtual-particles-rea/ | başlık = Are virtual particles really constantly popping in and out of existence? Or are they merely a mathematical bookkeeping device for quantum mechanics? | çalışma = Scientific American | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20190919175936/https://www.scientificamerican.com/article/are-virtual-particles-rea/ | arşivtarihi = 19 Eylül 2019 | erişimtarihi = 15 Ekim 2019 | ölüurl =hayır}}</ref> Enerji çeşitliliğinin birleşiminin bu parçacıkları üretmesi ve var oldukları süre boyunca, Δ''E''&nbsp;·&nbsp;Δ''t''&nbsp;≥&nbsp;''ħ'' formülüyle [[belirsizlik ilkesi]]nde açıklanan keşfedilebilirlik eşiğine dahil olması gerekse de gerçekte, bu sanal parçacıkların üretimi için gerekli enerji olan Δ''E'', Δ''t'' boyunca [[vakum durumu|vakumdan]] "ödünç" alınır ve bu sayede ürünleri [[Planck sabiti|indirgenmiş Planck sabitinden]] ({{Kayma|''ħ'' ≈ {{Değer|6.6|e=-16|u=eV·s}}}}) daha büyük olamaz. Bu durumda sanal bir elektron için Δ''t'' değeri en fazla {{Değer|1.3|e=-21|u=s}} olabilir.<ref name="taylor">{{Kitap kaynağı |son=Taylor |ilk=J. |yıl=1989 |bölüm=Gauge Theories in Particle Physics |url=https://books.google.com/?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA464 |editör-son=Davies |editör-ilk=Paul |başlık=The New Physics |sayfa=464 |yayıncı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-43831-5 |dil=İngilizce}}</ref>

Sanal bir elektron-pozitron çifti varken, bir elektronu çevreleyen elektrik alanından gelen [[Coulomb kanunu|Coulomb kuvveti]], özgün elektronun oluşturulan pozitronu çekmesine, oluşturulan elektronu ise itmesine yol açar. Bu sayede [[vakum kutuplaşması]] olarak adlandırılan olay meydana gelir. Gerçekte vakum, bir birimden fazla [[bağıl geçirgenlik|dielektrik geçirgenliğine]] sahip bir ortam gibi davranır. Böylece, etkin değeri, gerçek değerinden düşük olan elektronun yükü, kendisinden uzaklaştıkça düşer.<ref name="genz">{{Kitap kaynağı |son=Genz |ilk=H. |yıl=2001 |başlık=Nothingness |url=https://archive.org/details/nothingnessscien0000henn |sayfalar=[https://archive.org/details/nothingnessscien0000henn/page/241 241]-243, 245-247|yayıncı=[[Da Capo Press]] |isbn=978-0-7382-0610-3 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{Web kaynağı | son = Gribbin | ilk = J. | tarih = 25 Ocak 1997 | başlık = More to electrons than meets the eye | çalışma = [[New Scientist]] | url = https://www.newscientist.com/article/mg15320662.300-science--more-to-electrons-than-meets-the-eye.html | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20150211085433/http://www.newscientist.com/article/mg15320662.300-science--more-to-electrons-than-meets-the-eye.html | arşivtarihi = 11 Şubat 2015 | erişimtarihi = 21 Kasım 2018 | ölüurl = hayır }}</ref> Bu kutuplaşma, [[KEKB|TRISTAN]] parçacık hızlandırıcısı kullanılarak 1997 yılında deneysel olarak kanıtlanmıştır.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Levine |ilk=I. |yıl=1997 |başlık=Measurement of the Electromagnetic Coupling at Large Momentum Transfer |dergi=Physical Review Letters |cilt=78 |sayfalar=424-427|doi=10.1103/PhysRevLett.78.424 |bibcode=1997PhRvL..78..424L |sayı=3 |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref> Sanal parçacıklar elektronun kütlesi için benzer bir [[perdeleme etkisi]] oluştururlar.<ref>{{Konferans kaynağı |son=Murayama |ilk=H. |tarih=10-17 Mart 2006 |başlık=Supersymmetry Breaking Made Easy, Viable and Generic |çalışma=Proceedings of the XLIInd Rencontres de Moriond on Electroweak Interactions and Unified Theories |yer=La Thuile |dil=İngilizce |arxiv=0709.3041 |bibcode=2007arXiv0709.3041M}}</ref>

Sanal parçacıklarla etkileşim, elektronun içsel manyetik momentumunun Bohr magnetonundan %0,1 kadar [[anormal manyetik dipol moment|sapmasını]] da açıklar.<ref name=Hanneke>{{akademik dergi kaynağı |son= Odom |ilk=B. |yıl= 2006 |başlık=New Measurement of the Electron Magnetic Moment Using a One-Electron Quantum Cyclotron |dergi=Physical Review Letters |cilt=97 |sayfalar=030801|doi=10.1103/PhysRevLett.97.030801 |pmid=16907490 |bibcode=2006PhRvL..97c0801O |sayı=3 |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Schwinger |ilk=J. |yıl=1948 |başlık=On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1948-02-15_73_4/page/n144 |dergi=Physical Review |cilt=73 |sayı=4 |sayfalar=416-417|doi=10.1103/PhysRev.73.416 |bibcode=1948PhRv...73..416S |dil=İngilizce}}</ref> Noktasal bir parçacık olan elektronun içsel açısal momentuma ve manyetik momente sahip olması nedeniyle klasik fizik [[paradoks]]u, elektron tarafından üretilen elektrik alanındaki sanal fotonların oluşturulmasıyla açıklanabilir. Bu fotonlar, [[titreşim hareketi]] olarak adlandırılan elektronların yer değiştirmesi olayına neden olur.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Foldy |ad1=L. L. |soyadı2=Wouthuysen |ad2=S. |yıl=1950 |başlık=On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and Its Non-Relativistic Limit |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1950-04-01_78_1/page/n27 |dergi=Physical Review |cilt=78 |sayı=1 |sayfalar=29-36|doi=10.1103/PhysRev.78.29 |bibcode=1950PhRv...78...29F |dil=İngilizce}}</ref> Bu hareket, elektronun hem spinini hem de manyetik momentumunu üretir.<ref name="curtis74"/><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Sidharth |ilk=B. G. |yıl=2009 |başlık=Revisiting Zitterbewegung |dergi=[[International Journal of Theoretical Physics]] |cilt=48 |sayı=2 |sayfalar=497-506|arxiv=0806.0985 |bibcode=2009IJTP...48..497S |doi=10.1007/s10773-008-9825-8 |dil=İngilizce}}</ref> Atomlarda bu sanal parça üretimi, [[spektrum çizgisi|spektrum çizgilerinde]] gözlenen [[Lamb kayması]]nı da açıklar.<ref name="genz"/>

=== Etkileşim ===
Bir elektronun ürettiği elektrik alanı, pozitif yüklü parçacıklara çekme, negatif yüklü parçacıklara ise itme [[kuvvet]]i uygular. Bu kuvvetin gücünün büyüklüğü Coulomb kanunuyla saptanır.{{kdn|Griffiths|1998|pp=58-61}} Elektronlar, hareket hâlindeyken manyetik alan oluştururlar.<ref name="munowitz" /> Manyetik alan ile elektronların kütle hareketleri ([[elektrik akımı|akım]]) arasındaki ilişki [[Ampère kanunu]] ile açıklanır. [[Elektromanyetik indüksiyon|İndüksiyonun]] bu özelliği, bir [[elektrik motoru]]nu harekete geçiren manyetik alanı sağlar.<ref>{{Kitap kaynağı |son=Crowell |ilk=Benjamin |yıl=2000 |başlık=Electricity and Magnetism (Light And Matter, Book 4) |url=https://books.google.com/?id=s9QWZNfnz1oC&pg=PT129 |sayfalar=129-152|yayıncı=Light and Matter |isbn=978-0-9704670-4-1 |dil=İngilizce}}</ref> Rastgele hareket eden yüklü bir parçacığın elektromanyetik alanı, parçacığın hızı ışığınkine ([[özel görelilik|göreli]]) yakın olduğunda dahi geçerli olan [[Liénard-Wiechert potansiyelleri]]yle açıklanır.{{kdn|Griffiths|1998|p=429-434}}

[[Dosya:Lorentz force.svg|küçükresim|Çizimde, ''q'' yüklü bir parçacık (solda), izleyiciye doğru konuşlanmış ''B'' manyetik alanına doğru ''v'' hızı ile ilerler. Bir elektron için ''q'' değeri negatiftir ve elektron, yukarıya doğru eğimli bir yol izler.]]
Manyetik bir alana doğru hareket eden bir elektron, hızı ile manyetik alana bağlı olan ve düzleme dik etki eden [[Lorentz kuvveti]]ne maruz kalır. Bu [[merkezcil kuvvet]] nedeniyle elektron, [[eylemsizlik yarıçapı]] denilen bir yarıçapa sahip alana doğru [[sarmal]] bir yörünge izler. Bu eğimli hareketin ivmesi elektronun sinkrotron radyasyonu biçiminde enerji yaymasına yol açar.{{kdn|Munowitz|2005|s=160}}<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Mahadevan |ad1=R. |soyadı2=Narayan |ad2=R. |soyadı3=Yi |ad3=I. |yıl=1996 |başlık=Harmony in Electrons: Cyclotron and Synchrotron Emission by Thermal Electrons in a Magnetic Field |dergi=[[The Astrophysical Journal]] |cilt=465 |sayfalar=327-337|arxiv=astro-ph/9601073 |doi=10.1086/177422 |bibcode=1996ApJ...465..327M |dil=İngilizce}}</ref>{{efn|Göreli olmayan elektronlardan yayılan radyasyonlar da bazı kaynaklarda [[sinkrotron radyasyonu]] olarak adlandırılır.}} Elektronun alanının, kendisi üzerindeki karşı tepkiden kaynaklanan [[Abraham-Lorentz kuvveti|Abraham-Lorentz-Dirac kuvveti]] olarak bilinen [[sürtünme kuvveti]] ise, elektronu yavaşlatır.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Rohrlich |ilk=F. |yıl=1999 |başlık=The Self-Force and Radiation Reaction |dergi=[[American Journal of Physics]] |cilt=68 |sayı=12 |sayfalar=1109-1112|doi=10.1119/1.1286430 |bibcode=2000AmJPh..68.1109R |dil=İngilizce}}</ref>

[[Dosya:Bremsstrahlung.svg|küçükresim|sol|Bir [[atom çekirdeği]]nin [[elektrik alanı]] tarafından saptırılan bir elektron (''e'') tarafından üretilen [[Bremsstrahlung]] gösterilir. ''E2''-''E1'' enerji değişimi, yayılan fotonun frekansını (''f'') belirler.]]
Fotonlar, parçacıklar arasındaki etkileşimi sağlarlar. Sabit bir hızda izole edilmiş bir elektronun, enerji ve momentumun korunumu kanunlarını ihlal etmiş olacağından gerçek bir fotonu emmesi ya da yayması mümkün değildir. Bunun yerine sanal fotonlar, iki yüklü parçacık arasında momentum aktarımı yapabilirler. Sanal fotonların bu değişimi Coulomb kuvvetini üretir.<ref>{{Kitap kaynağı |son=Georgi |ilk=H. |yıl=1989 |bölüm= Grand Unified Theories |editör-son=Davies |editör-ilk=Paul |başlık=The New Physics |url=https://books.google.com/?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA427 |sayfa=427 |yayıncı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-43831-5 |dil=İngilizce}}</ref> Hareket eden bir elektronun, proton gibi yüklü bir parçacık tarafından saptırılmasıyla enerji salınımı gerçekleşebilir. Elektronun ivmelenmesi, [[Bremsstrahlung]] radyasyonunun salınımı ile sonuçlanır.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Blumenthal |ad1=G. J. |soyadı2=Gould |ad2=R. |yıl=1970 |başlık=Bremsstrahlung, Synchrotron Radiation, and Compton Scattering of High-Energy Electrons Traversing Dilute Gases |dergi=Reviews of Modern Physics |cilt=42 |sayfalar=237-270|doi=10.1103/RevModPhys.42.237 |bibcode=1970RvMP...42..237B |sayı=2 |dil=İngilizce}}</ref>

Bir foton ile serbest bir elektron arasında yaşanan [[esnek olmayan çarpışma]]ya [[Compton saçılması]] denir. Bu çarpışma ile parçacıklar arasında momentum ve enerji aktarımı yaşanarak fotonun dalga boyu, Compton kayması olarak adlandırılan miktar kadar değişir.{{efn|Dalga boyundaki değişim (Δ''λ''), saçılma açısına (''θ'') bağlıdır ve matematiksel gösterimi şu şekildedir:

:<math>\textstyle \Delta \lambda = \frac{h}{m_{\mathrm{e}}c} (1 - \cos \theta)</math>
Buradaki ''c'' vakumdaki ışık hızını, ''m''<sub>e</sub> ise elektron kütlesini ifade eder.{{kdş|Zombeck|2007|ss=393, 396}}}} Bu dalga boyu değişiminin en büyük değeri, [[Compton dalga boyu]] olarak bilenen ''h''/''m''<sub>e</sub>''c'' formülüyle tanımlanır ve elektronlar için bu değer yaklaşık {{Değer|2.43|e=-12|u=m}} kadardır.<ref name="CODATA"/> Işığın dalga boyu uzadıkça (örneğin görülebilen ışığın dalga boyu 0,4-0,7&nbsp;μm'dir) dalga boyu kayması daha ihmal edilebilir hâle gelir. Işık ile serbest elektronlar arasındaki bu ilişki, [[Thomson saçılması]] olarak adlandırılır.<ref name="Chen1998">{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Chen |ad1=S. -Y. |soyadı2=Maksimchuk |ad2=A. |soyadı3=Umstadter |ad3=D. |yıl=1998 |başlık=Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering |url=https://archive.org/details/sim_nature-uk_1998-12-17_396_6712/page/n66 |dergi=Nature |cilt=396 |sayfalar=653-655|doi=10.1038/25303 |arxiv=physics/9810036 |bibcode=1998Natur.396..653C |sayı=6712 |dil=İngilizce}}</ref>

Elektron ve proton gibi iki yüklü parçacık arasındaki elektromanyetik etkileşimin göreli gücü, [[ince yapı sabiti]] ile verilir. Bu değer, bir Compton dalga boyunun ayrımındaki çekmenin ya da itmenin elektrostatik enerjisinin, yükün geri kalan enerjisine oranı ile elde edilen boyutsuz bir niceliktir. ''α''&nbsp;≈&nbsp;{{Değer|7.297353|e=-3}} şeklindeki bu değer yaklaşık olarak {{sfrac|1|137}}'e eşittir.<ref name="CODATA" />

Elektronlar ile pozitronlar çarpıştığında, toplam enerjisi 1,022 MeV olan iki ya da daha fazla [[gama ışını]] fotonu ortaya çıkararak birbirlerini [[elektron-pozitron annihilasyonu|yok ederler]]. Elektron ve pozitronun ihmal edilebilecek derecede bir momentuma sahip olmaları durumunda, annihilasyon tamamlanmadan önce bir [[pozitronyum]] atomu da oluşabilir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Beringer |ad1=R. |soyadı2=Montgomery |ad2=C. G. |yıl=1942 |başlık=The Angular Distribution of Positron Annihilation Radiation |dergi=Physical Review |cilt=61 |sayı=5-6 |sayfalar=222-224|doi=10.1103/PhysRev.61.222 |bibcode=1942PhRv...61..222B |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{Kitap kaynağı |son=Buffa |ilk=A. |yıl=2000 |başlık=College Physics |url=https://archive.org/details/collegephysicsvo00jerr |basım=4.|sayfa=[https://archive.org/details/collegephysicsvo00jerr/page/888 888] |yayıncı=Prentice Hall |isbn=978-0-13-082444-8 |dil=İngilizce}}</ref> Diğer yandan yüksek enerji bir foton, [[çift üretimi]] denilen süreç sonrasında, yalnızca bir atom çekirdeği gibi yakındaki bir yüklü parçacığın varlığında birer elektron ve pozitrona dönüşebilir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Eichler |ilk=J. |yıl=2005 |başlık=Electron–positron pair production in relativistic ion–atom collisions |dergi=Physics Letters A |cilt=347 |sayı=1-3 |sayfalar=67-72|doi=10.1016/j.physleta.2005.06.105 |bibcode=2005PhLA..347...67E |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Hubbell |ilk=J. H. |yıl=2006 |başlık=Electron positron pair production by photons: A historical overview |dergi=Radiation Physics and Chemistry |cilt=75 |sayı=6 |sayfalar=614-623|bibcode=2006RaPC...75..614H |doi=10.1016/j.radphyschem.2005.10.008 |dil=İngilizce}}</ref>

[[Elektrozayıf etkileşim]] teorisine göre, elektronun dalga fonksiyonun [[kiralite (fizik)|sola dönen]] bileşeni ile elektron [[nötrino]] bir [[zayıf izospin]] çifti meydana getirir ve bu, [[zayıf etkileşim]]ler süresince elektron nötrinolarının elektron gibi davrandıkları anlamına gelir. Bu çiftin herhangi bir üyesi, bir [[W ve Z bozonları|W bozonu]] yayarak ya da emerek bir [[yüklü akım]] etkileşimine maruz kalabilir ve çiftin diğer üyesine dönüşebilir. Bir yük taşıyan W bozonunun dönüşüm sırasında net yükü sıfırlaması nedeniyle bu reaksiyon boyunca yük korunur. Yüklü akım etkileşimleri, radyoaktif bir atomdaki [[beta bozunması]]ndan sorumludur. Hem elektron ve hem de [[elektron nötrinosu]], {{Atomaltı parçacık|Z boson0|link=yes}} değişimi sayesinde [[nötr akım]] etkileşimine maruz kalmakta ve bu sayede nötrino-elektron [[esnek saçılma]]sı ortaya çıkar.<ref name="quigg">{{Konferans kaynağı |son=Quigg |ilk=C. |tarih=4-30 Haziran 2000 |başlık=The Electroweak Theory |eser=TASI 2000: Flavor Physics for the Millennium |sayfa=80 |yer=Boulder, Colorado |arxiv=hep-ph/0204104 |bibcode=2002hep.ph....4104Q |dil=İngilizce}}</ref>

=== Atom ve moleküller ===
[[Dosya:Hydrogen Density Plots-tr.png|sağ|küçükresim|upright=1.2|İlk birkaç [[hidrojen]] atomu [[atomik orbital|orbitali]] için olasılık yoğunluklarının kesit gösterimi. Bağ elektronun enerji seviyesi, yer aldığı orbitali belirler. Renkler ise verilen konumda elektron bulma olasılığını gösterir.]]
Elektronlar, çekici Coulomb kuvvetiyle bir atomun çekirdeğine bağlanabilirler. Bir çekirdeğe bağlı bir ya da daha fazla elektronun oluşturduğu sisteme [[atom]], elektron sayısının, atom çekirdeğinin elektrik yükünden farklı olduğu atomlara ise [[iyon]] denir. Bağlı elektronun dalga benzeri davranışları, [[atomik orbital]] işleviyle açıklanır. Her orbitalin kendisine ait enerji, açısal momentum ve açısal momentumun izdüşümü gibi kuantum sayıları vardır ve sadece bu orbitallerin ayrık grupları çekirdeğin etrafında var olabilir. Pauli dışarlama ilkesine göre her bir orbital, [[spin kuantum sayısı]] farklı olan en fazla iki elektron içerebilir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |başlık=The Pauli exclusion principle and the foundations of chemistry |ilk=Peter Joseph |son=Hall |yıl=1986 |dergi=[[Synthese]] |sayfalar=267-272|cilt=69 |sayı=3 |dil=İngilizce |doi=10.1007/BF00413974}}</ref>

Elektronlar, potansiyel farkıyla aynı enerjili fotonların salınması ya da emilmesiyle farklı orbitallere [[elektron aktarımı|aktarılabilirler]].<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Mulliken |ilk=R. S. |yıl=1967 |başlık=Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding |url=https://archive.org/details/sim_science_1967-07-07_157_3784/page/n12 |dergi=Science |cilt=157 |sayı=3784 |sayfalar=13-24|doi=10.1126/science.157.3784.13 |pmid=5338306 |bibcode=1967Sci...157...13M |dil=İngilizce}}</ref> Elektronlar gibi parçacıklarla çarpışmalar ve [[Auger etkisi]] ile de aktarım gerçekleşebilir.<ref>{{Kitap kaynağı |son=Burhop |ilk=Eric |yazarlink=Eric Burhop |yıl=1952 |başlık=The Auger Effect and Other Radiationless Transitions |yayıncı=Cambridge University Press |sayfalar=2-3|isbn=978-0-88275-966-1 |dil=İngilizce}}</ref> Bir elektronun atomdan ayrılması için, kendisini atoma bağlayan [[iyonlaşma enerjisi|bağ enerjisinin]] üstünde bir enerji gerekir. Bu durum, atomun iyonlaşma enerjisini aşan bir uyarıcı fotonun elektron tarafından emildiği [[fotoelektrik etkisi]]yle oluşabilir.<ref name="grupen">{{akademik dergi kaynağı |son=Grupen |ilk=C. |yıl=2000 |başlık=Physics of Particle Detection |dergi=[[AIP Conference Proceedings]] |cilt=536 |sayfalar=3-34|doi=10.1063/1.1361756 |arxiv=physics/9906063 |dil=İngilizce}}</ref>

Elektronların orbital açısal momentumu [[açısal momentum operatörü|kuantumlanmıştır]]. Yüklü bir parçacık olmasından dolayı elektron, açısal momentumlaa orantılı bir orbital manyetik momentum da meydana getirir. Atomun net manyetik momenti, çekirdek ile tüm elektronların spin manyetik momentlerinin [[vektör]]el toplamına eşittir. Çekirdeğin manyetik momenti, elektronlarınkine kıyasla ihmal edilebilir düzeydedir. Aynı orbitalde yer alan elektronların (çiftlenmiş elektronlar denir) manyetik momentleri birbirlerini yok eder.<ref>{{Kitap kaynağı |son=Jiles |ilk=D. |yıl=1998 |başlık=Introduction to Magnetism and Magnetic Materials |url=https://books.google.com/?id=axyWXjsdorMC&pg=PA280 |sayfalar=280-287| yayıncı=CRC Press |isbn=978-0-412-79860-3 |dil=İngilizce}}</ref>

Atomlar arasındaki kimyasal bağ, kuantum mekaniği kanunlarıyla tanımlanan elektromanyetik etkileşimlerin sonucunda ortaya çıkar.<ref>{{Kitap kaynağı |soyadı1=Löwdin |ad1=P. O. |soyadı2=Erkki Brändas |ad2=E. |soyadı3=Kryachko |ad3=E. S. |yıl=2003 |başlık=Fundamental World of Quantum Chemistry |url=https://books.google.com/?id=8QiR8lCX_qcC&pg=PA393 |sayfalar=393-394|yayıncı=Springer |isbn=978-1-4020-1290-7 |dil=İngilizce}}</ref> Atomlar arasında elektron [[kovalent bağ|paylaşımı]] ya da aktarımıyla meydana gelen en güçlü bağlar, molekülleri oluşturur.<ref name=Pauling>{{Kitap kaynağı |son=Pauling |ilk=L. C. |yıl=1960 |başlık=The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals |url=https://books.google.com/?id=L-1K9HmKmUUC |basım=3.|sayfalar=4-10|yayıncı=[[Cornell University Press]] |isbn=978-0-8014-0333-0 |dil=İngilizce}}</ref> Bir moleküldeki birkaç çekirdeğin etkisinde hareket eden elektronlar, [[moleküler orbital]]lerin yanı sıra, izole atomların atomik orbitallerinde yer alırlar.<ref>{{Kitap kaynağı |soyadı1=McQuarrie |ad1=D. A. |soyadı2=Simon |ad2=J. D. |yıl=1997 |başlık=Physical Chemistry |url=https://books.google.com/?id=f-bje0-DEYUC&pg=PA325 |yayıncı=[[University Science Books]] |sayfalar=325-361|isbn=978-0-935702-99-6 |dil=İngilizce}}</ref> Bu moleküler yapılardaki temel etmen, [[elektron çifti|elektron çiftlerinin]] varlığıdır. Bu elektronlar, zıt spinli olduklarından Pauli dışarlama ilkesini ihlal etmeden aynı moleküler orbitalde bulunabilirler. Moleküler orbitallerdeki elektron yoğunlukları, farklı uzamsal dağılımlarına sahiptir. Örneğin, atomları bir araya bağlayan çiftler gibi bağlı çiftlerdeki elektronlar, çekirdeklerin arasındaki görece küçük hacimli bölgede daha yüksek yoğunlukta bulunur. Tam aksine, bağlı olmayan elektron çiftleri, çekirdeğin etrafındaki görece büyük hacimli bölgeye dağılmıştır.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Daudel |ilk=R. |yıl=1974 |başlık=The Electron Pair in Chemistry |url=https://archive.org/details/sim_canadian-journal-of-chemistry_1974-04-15_52_8/page/n97 |dergi=[[Canadian Journal of Chemistry]] |cilt=52 |sayfalar=1310-1320|doi=10.1139/v74-201 |sayı=8 |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref>

=== İletkenlik ===
[[Dosya:Lightning over Oradea Romania cropped.jpg|küçükresim|Bir [[şimşek ve yıldırım|şimşek]] çakması temel olarak bir elektron akışı içerir.<ref>{{kitap kaynağı |soyadı1=Rakov |ad1=V. A. |soyadı2=Uman |ad2=M. A. |yıl=2007 |başlık=Lightning |url=https://books.google.com/?id=TuMa5lAa3RAC&pg=PA4 |sayfa=4 |yayımcı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-03541-5 |dil=İngilizce}}</ref> Şimşek çakması için gerekli elektrik potansiyeli bir [[sürtünme ile elektriklenme]] sonucu oluşabilir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Freeman |ad1=G. R. |soyadı2=March |ad2=N. H. |yıl=1999 |başlık=Triboelectricity and some associated phenomena |url=https://archive.org/details/sim_materials-science-and-technology_1999-12_15_12/page/1454 |dergi=[[Materials Science and Technology]] |cilt=15 |sayı=12 |sayfalar=1454-1458|doi=10.1179/026708399101505464 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Forward |ad1=K. M. |soyadı2=Lacks |ad2=D. J. |soyadı3=Sankaran |ad3=R. M. |yıl=2009 |başlık=Methodology for studying particle–particle triboelectrification in granular materials |dergi=[[Journal of Electrostatics]] |cilt=67 |sayı=2-3 |sayfalar=178-183|doi=10.1016/j.elstat.2008.12.002 |dil=İngilizce}}</ref>]]
Bir yapının çekirdeklerindeki proton sayısı elektron sayısından fazlaysa yapı pozitif, tersi durumda ise negatif yüklüdür. Elektron ve protonların sayısı aynı ise yükleri birbirlerini sıfırlar ve yapı, elektriksel olarak nötr olur. [[Makroskobik ölçüm|Makroskobik]] yapılar [[sürtünme ile elektriklenme|sürtünme ile elektriklenebilirler]].<ref>{{Kitap kaynağı |son=Weinberg |ilk=S. |yıl=2003 |başlık=The Discovery of Subatomic Particles |url=https://books.google.com/?id=tDpwhp2lOKMC&pg=PA15 |sayfalar=15-16|yayıncı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-82351-7 |dil=İngilizce}}</ref>

Vakumda hareket eden bağımsız elektronlar, serbest elektron olarak tanımlanır. [[Metal]]lerdeki elektronlar da serbestlermiş gibi davranır. Gerçekte ise metal ve diğer katılardaki elektron olarak adlandırılan parçacıklara [[sanki parçacık|sanki elektron]] denir ve gerçek elektronlar ile aynı elektrik yükü, spin ve manyetik momente sahip olsa da kütle açısından farklılık gösterebilirler.<ref name="Liang-fu Lou">{{Kitap kaynağı |son=Lou |ilk=L. -F. |yıl=2003 |başlık=Introduction to Phonons and Electrons |url=https://books.google.com/?id=XMv-vfsoRF8C&pg=PA162 |sayfalar=162, 164|yayıncı=[[World Scientific]] |isbn=978-981-238-461-4 |dil=İngilizce}}</ref> Hem metal hem de vakumdaki serbest elektronlar hareket ettiklerinde, manyetik alan üreten ve [[elektrik akımı]] olarak adlandırılan net bir yük akışı oluştururlar. Manyetik alan değişimi ile de elektrik akımı yaratılabilir. Bu etkileşimler, matematiksel olarak [[Maxwell denklemleri]]yle tanımlanırlar.<ref>{{Kitap kaynağı |soyadı1=Guru |ad1=B. S. |soyadı2=Hızıroğlu |ad2=H. R. |yıl=2004 |başlık=Electromagnetic Field Theory |url=https://books.google.com/?id=b2f8rCngSuAC&pg=PA138 |sayfalar=138, 276|yayıncı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-83016-4 |dil=İngilizce}}</ref>

Belirli bir sıcaklıkta her malzeme, [[elektrik potansiyeli]]nin uygulandığında meydana gelen elektrik akımının değerini belirleyen bir [[Elektrik direnci ve iletkenliği|elektrik iletkenliğine]] sahiptir. [[Dielektrik]] malzemelerde elektronlar kendi atomlarına bağlı kalırken malzemeler de bir [[yalıtkan (elektrik)|yalıtkan]] gibi davranır. Çoğu [[yarı iletken]] malzeme, yalıtmanın ve iletmenin sınırları arasında olan farklı iletkenlik seviyesine sahiptir.<ref>{{Kitap kaynağı |soyadı1=Achuthan |ad1=M. K. |soyadı2=Bhat |ad2=K. N. |yıl=2007 |başlık=Fundamentals of Semiconductor Devices |url=https://books.google.com/?id=REQkwBF4cVoC&pg=PA49 |sayfalar=49-67|yayıncı=[[McGraw-Hill|Tata McGraw-Hill Education]] |isbn=978-0-07-061220-4 |dil=İngilizce}}</ref> Diğer yandan [[metalik bağ|metaller]], kısmen dolu [[elektronik bant yapısı|elektronik bantlardan oluşan bir yapıya]] sahiptir. Bu bantların varlığı, metallerdeki elektronların serbest veya [[yöresizleşmiş elektron]]larmış gibi davranmalarına yol açar. Bu elektronlar belli atomlarla ilişkilendirilmemiş olduklarından, bir elektrik alanı uygulandığında, serbest elektronlara benzer şekilde malzemeye doğru gaz gibi ([[Fermi gazı]] denir) gibi hareket etmekte serbesttir.<ref name="ziman">{{Kitap kaynağı |son=Ziman |ilk=J. M. |yıl=2001 |başlık=Electrons and Phonons |url=https://books.google.com/?id=UtEy63pjngsC&pg=PA260 |yayıncı=Oxford University Press |sayfa=260 |isbn=978-0-19-850779-6 |dil=İngilizce}}</ref>

Elektronlar ile atomlar arasındaki çarpışmalardan dolayı bir iletkendeki elektronların [[sürüklenme hızı]] saniyede milimetreler bazındadır. Malzemenin bir noktasındaki akımın değişmesi ile diğer bölümlerindeki akımların da değişmesine neden olan [[hız faktörü]], ışık hızının %75'i kadardır.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Main |ilk=P. |tarih=12 Haziran 1993 |başlık=When electrons go with the flow: Remove the obstacles that create electrical resistance, and you get ballistic electrons and a quantum surprise |url=https://www.newscientist.com/article/mg13818774.500-when-electrons-go-with-the-flow-remove-the-obstacles-thatcreate-electrical-resistance-and-you-get-ballistic-electrons-and-a-quantumsurprise.html |dergi=[[New Scientist]] |cilt=1887 |sayfa=30 |dil=İngilizce |erişimtarihi=8 Ocak 2019 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20150211085229/http://www.newscientist.com/article/mg13818774.500-when-electrons-go-with-the-flow-remove-the-obstacles-thatcreate-electrical-resistance-and-you-get-ballistic-electrons-and-a-quantumsurprise.html |arşivtarihi=11 Şubat 2015 |ölüurl=hayır}}</ref> Bu durum elektrik sinyallerinin, malzemenin [[Bağıl geçirgenlik|dielektrik sabitine]] bağımlı bir hızla dalga gibi yayılması nedeniyle gerçekleşir.<ref>{{Kitap kaynağı |son=Blackwell |ilk=G. R. |yıl=2000 |başlık=The Electronic Packaging Handbook |url=https://books.google.com/?id=D0PBG53PQlUC&pg=SA6-PA39 |sayfalar=6.39-6.40|yayıncı=CRC Press |isbn=978-0-8493-8591-9 |dil=İngilizce}}</ref>

Hareket alanı genişleyen elektronların atomlar arasındaki ısı enerjisini taşımak için serbest bir şekilde hareket etmelerinden dolayı metaller, görece [[ısı iletkenliği|ısıyı iyi iletirler]]. Metallerin ısı iletkenlikleri, elektrik iletkenliklerinin aksine sıcaklıktan neredeyse bağımsızdır. Bu durum matematiksel olarak, ısı iletkenliğinin elektrik iletkenliğine oranının sıcaklıkla orantılı olduğunu söyleyen [[Wiedemann-Franz kanunu]]yla açıklanır.<ref name="ziman" /> Metalik kafesteki ısı düzensizliği, elektrik akımına bağımlı sıcaklık üreterek metalin elektrik direncini artırır.<ref name="durrant">{{Kitap kaynağı |son=Durrant |ilk=A. |yıl=2000 |başlık=Quantum Physics of Matter |url=https://books.google.com/books?id=F0JmHRkJHiUC&pg=PA43 |sayfalar=43, 71-78|yayıncı=CRC Press |isbn=978-0-7503-0721-5 |dil=İngilizce |erişimtarihi=8 Ocak 2019 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20160527150628/https://books.google.com/books?id=F0JmHRkJHiUC&pg=PA43 |arşivtarihi=27 Mayıs 2016 |ölüurl=hayır}}</ref>

Malzemeler, [[Kritik nokta (termodinamik)|kritik sıcaklık]] denilen noktanın altındaki bir noktaya kadar soğutulunca, elektrik akımına karşı tüm dirençlerini kaybettikleri [[süperiletkenlik]] olarak adlandırılan faz değişimine uğradıkları bir sürece girerler. [[BCS teorisi]]nde, [[Cooper çifti]] olarak adlandırılan elektron çiftleri, [[fonon]] olarak adlandırılan örgü titreşimleriyle yakınlarında bulunan maddeyle hareketlerini eşleştirerek normalde elektrik direnci oluşturan atomlarla çarpışmaktan kaçınırlar (Cooper çiftlerinin yarıçapı 100&nbsp;nm kadar olduğundan birbirleriyle üst üste binmeleri mümkündür).<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Kadin |ilk=A. M. |başlık=Spatial Structure of the Cooper Pair |dergi=[[Journal of Superconductivity and Novel Magnetism]] |yıl=2007 |cilt=20 |sayı=4 |sayfalar=285-292|arxiv=cond-mat/0510279 |doi=10.1007/s10948-006-0198-z |dil=İngilizce}}</ref>

İletken katıların içindeki elektronlar, sözde parçacıktır ve [[mutlak sıfır]]a yakın sıcaklıklarda sıkıca hapsedildiklerinde; [[spinon]], [[orbiton]] ve [[holon (fizik)|holonlar]] olmak üzere üç farklı sanki parçacığa bölünmüş gibi davranırlar. Spinonlar spin ve manyetik moment, orbitonlar orbital konum, holonlar ise elektrik yükü taşırlar.<ref>{{Web kaynağı | tarih = 31 Temmuz 2009 | url = https://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090730141607.htm | başlık = Discovery About Behavior Of Building Block Of Nature Could Lead To Computer Revolution | çalışma = [[Science Daily]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20190603160743/https://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090730141607.htm | arşivtarihi = 3 Haziran 2019 | erişimtarihi = 28 Ekim 2019 | ölüurl = hayır }}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son= Jompol |ilk=Y. |yıl=2009 |başlık=Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid |dergi=Science |cilt=325 |sayı=5940 |sayfalar=597-601|doi=10.1126/science.1171769 |pmid=19644117 |bibcode=2009Sci...325..597J |arxiv=1002.2782 |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref>

=== Hareket ve enerji ===
[[Dosya:Lorentz factor.svg|küçükresim|Hız fonksiyonu olarak [[Lorentz faktörü]]. 1 değerinden başlar ve ''v'', ''c''{{'}}ye yaklaştıkça sonsuza gider.]]
[[Özel görelilik]] teorisine göre, bir elektronun hızı ışık hızına yaklaştıkça gözlemcinin bakış açısına göre [[özel görelilikte kütle|bağıl kütlesi]] artar. Böylelikle gözlemcinin [[konuşlanma sistemi]]ne göre elektronu hızlandırmak gittikçe zorlaşır. Elektronun hızı, vakumdaki ışık hızına (''c'') yaklaşabilir ancak hiçbir zaman ulaşamaz. Göreli (''c''{{'}}ye yakın bir hızda hareket eden) elektronlar, [[su]] gibi, ışık hızının ''c''{{'}}den ihmal edilemeyecek kadar az olduğu dielektrik bir ortama sokulduklarında geçici olarak ortamdaki ışıktan daha hızlı hareket ederler. Ortamla etkileşime girdiklerinde ise [[Çerenkov radyasyonu]] olarak bilinen zayıf bir ışık oluştururlar.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Çerenkov |ilk=Pavel |yazarlink=Pavel Çerenkov |yıl=1934 |başlık=Visible emission of clean liquids by action of γ radiation |dergi=[[Proceedings of the USSR Academy of Sciences|Dokladı Akademii Nauk SSSR]] |cilt=2 |sayfa=451}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |başlık=Coherent radiation of fast electrons |soyadı1=Tamm |ad1=I. E. |ad2=I. M. |soyadı2=Frank |dergi=Proceedings of the USSR Academy of Sciences |dil=İngilizce |yıl=1937 |cilt=14 |sayı=3 |sayfalar=107-112}}</ref>

Özel göreliliğin etkileri, [[Lorentz faktörü]] olarak bilinen ve <math>\scriptstyle\gamma=1/ \sqrt{ 1-{v^2}/{c^2} }</math> şeklinde tanımlanan bir niceliğe bağlıdır. Buradaki ''v'', parçacığın hızını ifade eder. Bu hızla hareket eden elektronun kinetik enerjisi ''K''<sub>e</sub> ise şu şekildedir:

:<math>\displaystyle K_{\mathrm{e}} = (\gamma - 1)m_{\mathrm{e}} c^2</math>

Buradaki ''m''<sub>e</sub>, elektronun kütlesidir. Örneğin, [[SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı]] bir elektronu yaklaşık 51 GeV'e kadar hızlandırabilir.<ref>{{Web kaynağı | tarih = 26 Ağustos 2008 | url = http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/relativity.html | başlık = Special Relativity | yayıncı = [[SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20111212133514/http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/relativity.html | arşivtarihi = 12 Aralık 2011 | erişimtarihi = 24 Ekim 2018 | ölüurl = evet }}</ref> Verilen hızda elektron dalga gibi davrandığı için de Broglie dalga boyu karakterine sahiptir. Bu değer, ''λ''<sub>e</sub>&nbsp;=&nbsp;''h''/''p'' denklemiyle elde edilir (''h'' Planck sabitini, ''p'' momentumu ifade eder).<ref>{{kitap kaynağı |başlık=Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles |basım=2.|ilk=R. |son=Resnick |ad2=R. |soyadı2=Eisberg |yayımcı=John Wiley & Sons |yıl=1985 |yer=New York |isbn=978-0-471-87373-0 |url=https://archive.org/details/quantumphysicsof00eisb |dil=İngilizce}}</ref> Yukarıdaki 51 GeV değerine sahip elektron dalga boyu, atom çekirdeğinden küçük yapıları keşfetmeye yetecek kadar düşük olan {{Değer|2.4|e=-17|u=m}}'dir.<ref>{{Kitap kaynağı |son=Adams |ilk=S. |yıl=2000 |başlık=Frontiers |url=https://books.google.com/?id=yIsMaQblCisC&pg=PA215 |sayfalar=215|yayıncı=CRC Press |isbn=978-0-7484-0840-5 |dil=İngilizce}}</ref>

== Oluşumu ==
[[Dosya:Pair production.png|küçükresim|Bir [[atom çekirdeği]]ne yaklaşan bir [[foton]]un (''{{Atomaltı parçacık|photon}}'') yol açtığı birer elektron (''{{Atomaltı parçacık|electron}}'') ve [[pozitron]] (''{{Atomaltı parçacık|positron}}'') [[çift üretimi|çifti üretimi]]. Çizimdeki şimşek simgesi, sanal bir fotonun değişimini temsil eder.]]
[[Büyük Patlama]] teorisine göre patlamanın [[Büyük Patlama kronolojisi|ilk milisaniyesinde]], sıcaklık 10 milyar [[Kelvin]]'in üzerindeydi ve fotonların ortalama enerjisi bir milyon [[elektronvolt]]tan yüksekti. Bu fotonlar elektron ve pozitron çiftleri kurmak için birbirleriyle etkileşime girmeye yetecek kadar enerjiye sahipti. Aynı şekilde, pozitron-elektron çiftleri birbirlerini annihilasyona uğratarak enerjili fotonlar yaydı:
:{{Atomaltı parçacık|photon|link=yes}} + {{Atomaltı parçacık|photon}} ↔ {{Atomaltı parçacık|positron|link=yes}} + {{Atomaltı parçacık|electron}}
Elektron, proton ve fotonlar arasındaki bu denge, evrenin evriminin bu safhası boyunca devam etti. 15 saniye geçmesinin ardından evrenin sıcaklığı, elektron-pozitron yapısının ortaya çıkma eşiğinin altına düştü. Kalan elektron ve pozitronların çoğu, evreni tekrar ısıtan gama radyasyonu salınımı yaparak birbirlerini annihilasyona uğrattılar.<ref>{{kitap kaynağı |son=Silk |ilk=J. |yıl=2000 |başlık=The Big Bang |basım=3.|sayfalar=110-112, 134-137|yayımcı=Macmillan |isbn=978-0-8050-7256-3 |dil=İngilizce}}</ref>

Annihilasyon süreci boyunca, bilinmeyen nedenlerden ötürü parçacık sayısı antiparçacığınkinden fazla olmasından ötürü her bir milyar elektron-pozitron çiftinden bir kadar elektron arta kaldı. Bu durum, antiprotonlar yerine fazla protonların eşleşmelerine ve [[baryon asimetrisi]] olarak adlandırılan durumun ortaya çıkmasıyla evrendeki net yükün sıfır olmasına yol açtı.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Kolb |ad1=E. W. |soyadı2=Wolfram |ad2=Stephen |yıl=1980 |başlık=The Development of Baryon Asymmetry in the Early Universe |dergi=Physics Letters B |cilt=91 |sayı=2 |sayfalar=217-221|doi=10.1016/0370-2693(80)90435-9 |bibcode= 1980PhLB...91..217K |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{Web kaynağı | son = Sather | ilk = E. | özgünyıl = İlkbahar-Yaz | yıl = 1996 | başlık = The Mystery of Matter Asymmetry | url = http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/26/1/26-1-sather.pdf | çalışma = [[Beam Line]] | yayımcı = [[Stanford Üniversitesi]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20180720234517/http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/26/1/26-1-sather.pdf | arşivtarihi = 20 Temmuz 2018 | erişimtarihi = 30 Ekim 2019 | ölüurl = hayır }}</ref> Kalan proton ve [[nötron]]lar, [[nükleosentez]] olarak bilinen süreçle, hidrojen ve [[helyum]] [[izotop]]ları ile eser miktarda [[lityum]] oluşturacak biçimde birbirleriyle reaksiyonlara girmeye başladılar. Bu süreç, yaklaşık 5 dakikanın ardından zirve yaptı.<ref>{{Kaynak |soyadı1=Burles |ad1=S. |soyadı2=Nollett |ad2=K. M. |soyadı3=Turner |ad3=M. S. |yıl=1999 |başlık=Big-Bang Nucleosynthesis |dil=İngilizce |eprint=astro-ph/9903300}}</ref> Kalan nötronlar, yaklaşık bin saniyelik [[yarı ömür]]lerinin ardından negatif beta bozunmasına maruz kalarak birer proton ve elektron yaydı:
:{{Atomaltı parçacık|Neutron|link=yes}} → {{Atomaltı parçacık|Proton|link=yes}} + {{Atomaltı parçacık|Electron}} + {{Atomaltı parçacık|Electron antineutrino|link=yes}}
Sonraki 300.000-400.000 yıllık süreçte arta kalan elektronlar, atom çekirdeğiyle bağ kurmak için fazla enerjiye sahipti.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Boesgaard |ad1=A. M. |soyadı2=Steigman |ad2=G. |yıl=1985 |başlık=Big bang nucleosynthesis&nbsp;– Theories and observations |dergi=[[Annual Review of Astronomy and Astrophysics]] |cilt=23 |sayı=2 |sayfalar=319-378|bibcode=1985ARA&A..23..319B |doi=10.1146/annurev.aa.23.090185.001535 |dil=İngilizce}}</ref> Yeniden birleşme olarak adlandırılan sonraki safhada, nötr atomlar oluştu ve genişleyen evren, radyasyona uğrayabilecek derecede saydamlaştı.<ref name="science5789">{{akademik dergi kaynağı |son=Barkana |ilk=R. |yıl=2006 |başlık=The First Stars in the Universe and Cosmic Reionization |dergi=Science |cilt=313 |sayı=5789 |sayfalar=931-934|doi=10.1126/science.1125644 | pmid=16917052 |arxiv=astro-ph/0608450 |bibcode=2006Sci...313..931B |citeseerx=10.1.1.256.7276 |dil=İngilizce}}</ref>

Büyük Patlama'dan kabaca bir milyon yıl sonra [[yıldız]]ların birinci nesli oluşmaya başladı.<ref name="science5789"/> Yıldızlarda gerçekleşen [[yıldız nükleosentezi|nükleosentez]], atom çekirdeğinin [[nükleer füzyon|füzyonu]] sonrasında, elektronlarla annihilasyona uğrayarak gama ışınları salan pozitronların oluşumuna yol açar. Süreç, elektron sayısında sabit bir düşüş ve nötron sayısında bununla eşdeğer bir artışla sonuçlanır. Bununla birlikte [[yıldız evrimi]] süreci, radyoaktif izotopların senteziyle de yaşanabilir. Seçilmiş izotoplar, beta bozunmasına maruz kalarak atom çekirdeğinden birer elektron ve antinötrino salınımı yapabilirler.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Burbidge |ilk=E. M. |yıl=1957 |başlık=Synthesis of Elements in Stars |dergi=Reviews of Modern Physics |cilt=29 |sayı=4 |sayfalar=548-647|doi=10.1103/RevModPhys.29.547 |bibcode=1957RvMP...29..547B |yazarlarıgöster=etal |url=https://authors.library.caltech.edu/45747/1/BURrmp57.pdf |dil=İngilizce |erişimtarihi=31 Ekim 2019 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20180723054833/https://authors.library.caltech.edu/45747/1/BURrmp57.pdf |arşivtarihi=23 Temmuz 2018 |ölüurl=hayır}}</ref> Bozunarak [[Nikel izotopları|nikel-60]] (<sup>60</sup>Ni) oluşturan [[kobalt-60]] (<sup>60</sup>Co) izotopu, bu duruma örnektir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Rodberg |ad1=L. S. |soyadı2=Weisskopf |ad2=V. |yıl=1957 |başlık=Fall of Parity: Recent Discoveries Related to Symmetry of Laws of Nature |url=https://archive.org/details/sim_science_1957-04-05_125_3249/page/n5 |dergi=Science |cilt=125 |sayı=3249 |sayfalar=627-633|doi=10.1126/science.125.3249.627 |pmid=17810563 |bibcode=1957Sci...125..627R |dil=İngilizce}}</ref>

[[Dosya:AirShower.svg|sol|küçükresim|[[Dünya atmosferi]]ne çarpan enerjili [[kozmik ışın]]lar tarafından üretilen bir [[parçacık sağanağı]]]]
[[Güneş kütlesi|Güneş'inkinden]] yaklaşık 20 kat büyük kütleli yıldızlar, yaşam süresinin sonunda [[kütleçekimsel çökme]]ye uğrayarak [[kara delik]] oluşturabilirler.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Fryer |ilk=C. L. |yıl=1999 |başlık=Mass Limits For Black Hole Formation |url=https://archive.org/details/sim_astrophysical-journal_1999-09-01_522_1/page/n416 |dergi=The Astrophysical Journal |cilt=522 |sayı=1 |sayfalar=413-418|bibcode=1999ApJ...522..413F |doi=10.1086/307647 |arxiv=astro-ph/9902315 |dil=İngilizce}}</ref> Klasik fiziğe göre bu nesneler, [[elektromanyetik radyasyon]] dahil, [[Schwarzschild yarıçapı]]ndan kaçınacak herhangi bir şeyi engelleyecek kadar güçlü bir kütleçekimsel çekime sahiptirler. Ancak kuantum mekaniği etkilerinin potansiyel olarak bu mesafeden [[Hawking radyasyonu]]nun yayılımına izin verdiği tahmin edilir. Elektron ve pozitronların, bu [[yoğun yıldız|yıldız kalıntılarının]] [[olay ufku]]nda meydana geldiği düşünülür.<ref>{{akademik dergi kaynağı |başlık=Icezones instead of firewalls: extended entanglement beyond the event horizon and unitary evaporation of a black hole |ad1=John |soyadı1=Hutchinson |ad2=Dejan |soyadı2=Stojkovic |dergi=[[Classical and Quantum Gravity]] |yıl=2016 |dil=İngilizce|cilt=33 |sayı=13 |sayfalar=135006|doi=10.1088/0264-9381/33/13/135006}}</ref>

Sanal bir parçacık çifti (örneğin elektron-pozitron çifti) olay ufku civarında oluştuğunda rastgele uzamsal dağılımı, bu parçacıklardan birinin dışarıda görünmesine izin verir. Bu süreç, [[kuantum tünelleme]] olarak adlandırılır. Kara deliğin [[kütleçekimsel potansiyel]]i, bu sanal parçacığın gerçek parçacığa dönüşmesi için gereken enerjiyi sağlayabilir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Parikh |ad1=M. K. |soyadı2=Wilczek |ad2=F. |yıl=2000 |başlık=Hawking Radiation As Tunneling |dergi=Physical Review Letters |cilt=85 |sayı=24 |sayfalar=5042-5045|doi=10.1103/PhysRevLett.85.5042 |pmid=11102182 |bibcode=2000PhRvL..85.5042P |arxiv=hep-th/9907001 |hdl = 1874/17028 |dil=İngilizce}}</ref> Buna karşılık çiftin diğer üyesine kara delik tarafından, kütle enerjisinde net bir kayba yol açan negatif enerji verilir. Hawking radyasyonunun oranı, kütlenin azalmasıyla artar ve bu artış, kara deliğin patlayıncaya kadar buharlaşmasına yol açar.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Hawking |ilk=Stephen W. |yazarlink=Stephen Hawking |yıl=1974 |başlık=Black hole explosions? |dergi=Nature |cilt=248 |sayfalar=30-31|doi=10.1038/248030a0 |bibcode=1974Natur.248...30H |sayı=5443 |dil=İngilizce}}</ref>

[[Kozmik ışın]]lar, yüksek enerjiyle uzayda hareket eden parçacıklardır ve bunlardaki en yüksek enerji değeri {{Değer|3.0|e=20|u=eV}} olarak kaydedilmiştir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Halzen |ilk=F. |yazarbağı1=Francis Halzen |soyadı2=Hooper |ad2=D. |yıl=2002 |başlık=High-energy neutrino astronomy: the cosmic ray connection |dergi=[[Reports on Progress in Physics]] |cilt=66 |sayfalar=1025-1078|bibcode=2002RPPh...65.1025H |doi=10.1088/0034-4885/65/7/201 |arxiv = astro-ph/0204527 |sayı=7 |dil=İngilizce}}</ref> Bu parçacıklar [[Dünya atmosferi]]nde nükleonlarla çarpışınca, [[pion]]ların da yer aldığı bir [[parçacık sağanağı]]na neden olur.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Ziegler |ilk=J. F. |başlık=Terrestrial cosmic ray intensities |url=https://archive.org/details/sim_ibm-journal-of-research-and-development_1998-01_42_1/page/117 |dergi=[[IBM Journal of Research and Development]] |cilt=42 |sayı=1 |sayfalar=117-139|doi=10.1147/rd.421.0117 |yıl=1998 |bibcode=1998IBMJ...42..117Z |dil=İngilizce}}</ref> Dünya'nın yüzeyinden gözlemlenen kozmik radyasyonun yarısından fazlası, [[mezosfer]]deki pionların bozunması sonucu oluşan [[lepton]]lar olan [[müon]]ları içerir:
:{{Atomaltı parçacık|Pion-|link=yes}} → {{Atomaltı parçacık|Muon|link=yes}} + {{Atomaltı parçacık|Muon antineutrino|link=yes}}
Müonlar da elektron ya da pozitron oluşturacak şekilde bozunabilirler:<ref>{{Web kaynağı | son = Sutton | ilk = C. | tarih = 4 Ağustos 1990 | başlık = Muons, pions and other strange particles | url = https://www.newscientist.com/article/mg12717284.700-muons-pions-and-other-strange-particles-.html | çalışma = New Scientist | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20150211085842/http://www.newscientist.com/article/mg12717284.700-muons-pions-and-other-strange-particles-.html | arşivtarihi = 11 Şubat 2015 | erişimtarihi = 31 Ekim 2019 | ölüurl = hayır }}</ref>
:{{Atomaltı parçacık|Muon}} → {{Atomaltı parçacık|Electron}} + {{Atomaltı parçacık|Electron antineutrino|link=yes}} + {{Atomaltı parçacık|Muon neutrino|link=yes}}

== Gözlemlenmesi ==
[[Dosya:Aurore australe - Aurora australis.jpg|küçükresim|[[Kutup ışıkları]], çoğunlukla [[atmosfer]]deki tetikleyici elektronlar tarafından oluşturulurlar<ref>{{web kaynağı |son=Wolpert |ilk=Stuart |tarih=24 Temmuz 2008 |başlık=Scientists solve 30-year-old aurora borealis mystery |url=http://www.universityofcalifornia.edu/news/article/18277 |yayımcı=[[Kaliforniya Üniversitesi]] |dil=İngilizce |arşivurl=https://web.archive.org/web/20080817094058/http://www.universityofcalifornia.edu/news/article/18277 |arşivtarihi=17 Ağustos 2008 |erişimtarihi=31 Ekim 2019 |ölüurl=evet}}</ref>]]
Elektronların uzaktan gözlemlenmesi için radyasyon yapan enerjilerinin saptanması gerekir. Örneğin, bir yıldızın [[taç küre]]si gibi yüksek enerjili ortamlardaki serbest elektronlar, [[Bremsstrahlung]] radyasyonu nedeniyle enerji saçan bir [[plazma]] oluşturur. Elektron gazı, elektron yoğunluğundaki eşzamanlı değişimlerin yol açtığı dalgalar olan [[plazma salınımı]]na maruz kalır ve [[radyo teleskop]]lar kullanarak tespit edilebilen bir enerji yayılımı üretir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Gurnett |ad1=Donald A. |soyadı2=Anderson |ad2=Roger R. |yıl=1976 |başlık=Electron Plasma Oscillations Associated with Type III Radio Bursts |url=https://archive.org/details/sim_science_1976-12-10_194_4270/page/n63 |dergi=Science |cilt=194 |sayı=4270 |sayfalar=1159-1162|doi=10.1126/science.194.4270.1159 |pmid=17790910 |bibcode=1976Sci...194.1159G |dil=İngilizce}}</ref>

Fotonların [[frekans]]ları, enerjileriyle oranlıdır. Bir atomun enerji seviyelerinde geçiş yapan bağlı elektronlar, karakteristik frekanslardaki protonları emer ya da yayar. Örneğin atomlar, bir geniş spektrum kaynağı tarafından radyasyona maruz bırakıldığında, iletilen radyasyonun spektrumunda ayrı [[spektrum çizgisi|soğurma çizgileri]] görünür. Her element ya da molekül, [[hidrojen spektrumu serileri]] gibi karakteristik spektral çizgi grubuna sahiptir. Bu çizgilerin kuvvet ve genişliklerinin [[spektroskopi]]k ölçümleri, maddenin fiziksel özelliklerinin ve bileşenlerinin tespitini sağlar.<ref>{{Web kaynağı | soyadı1 = Martin | ad1 = W. C. | soyadı2 = Wiese | ad2 = W. L. | yıl = 2007 | başlık = Atomic Spectroscopy: A Compendium of Basic Ideas, Notation, Data, and Formulas | url = http://physics.nist.gov/Pubs/AtSpec/ | yayımcı = [[Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20100223061016/http://physics.nist.gov/Pubs/AtSpec/ | arşivtarihi = 23 Şubat 2010 | erişimtarihi = 1 Kasım 2019 | ölüurl =evet}}</ref><ref>{{kitap kaynağı |son=Fowles |ilk=Grant R. |yıl=1989 |başlık=Introduction to Modern Optics |url=https://books.google.com/?id=SL1n9TuJ5YMC&pg=PA227 |sayfalar=227-233|yayımcı=[[Dover Publications|Courier Dover]] |isbn=978-0-486-65957-2 |dil=İngilizce}}</ref>

Laboratuvar koşullarında bireysel elektronlar arasındaki etkileşimler; enerji, spin ve yük gibi belirli özelliklerin ölçümüne olanak sağlayan [[parçacık dedektörü|parçacık dedektörleriyle]] yapılabilir.<ref name="grupen"/> [[Paul tuzağı|Paul]] ve [[Penning tuzağı|Penning]] tuzaklarının geliştirilmesiyle birlikte yüklü parçacıkların daha uzun süreler boyunca küçük bir alanda tutulabilmeleri mümkün hâle geldiğinden parçacık özelliklerinin daha net ölçülebilmeye başlanmıştır. Elektronun manyetik momenti 1980'de, diğer bütün fiziksel sabitlerden daha kesin olarak 11. basamağa kadar bir hassasiyetle ölçülebilmiştir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı2=Ekstrom |ad2=Philip |son=Wineland |ilk=David |yıl=1980 |başlık=The isolated Electron |dergi=Scientific American |cilt=243 |sayı=2 |sayfalar=91-101|dil=İngilizce |doi=10.1038/scientificamerican0880-104 |bibcode=1980SciAm.243b.104E}}</ref>

Elektronun enerji dağılımının ilk video görüntüleri Şubat 2008'de, [[Lund Üniversitesi]]ndeki bir ekip tarafından kaydedildi. Deneylerde, [[attosaniye]] darbeleri olarak adlandırılan ışık parlamaları kullanılarak elektronun hareketi ilk kez gözlemlenebilmişti.<ref name=Mauritsson>{{akademik dergi kaynağı |son=Mauritsson |ilk=J. |yıl=2008 |başlık=Coherent Electron Scattering Captured by an Attosecond Quantum Stroboscope |dergi=Physical Review Letters |cilt=100 |sayfa=073003 |doi=10.1103/PhysRevLett.100.073003 |bibcode=2008PhRvL.100g3003M | pmid=18352546 |sayı=7 |dil=İngilizce |arxiv=0708.1060 |yazarlarıgöster=etal}}</ref>

Katı malzemelerdeki elektron dağılımı, [[açı çözümlemeli fotoemisyon spektroskopisi]] tarafından görselleştirilebilir. Fotoelektrik etkisini, özgün yapıyı anlayabilmek için kullanılan periyodik yapıların matematiksel bir gösterimi olan [[ters örgü|ters uzayı]] ölçmek için kullanan bu teknik; malzemedeki elektronların yön, hız ve dağılımlarını belirlemek için kullanılabilir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Damascelli |ilk=Andrea |yıl=2004 |başlık=Probing the Electronic Structure of Complex Systems by ARPES |dergi=[[Physica Scripta]] |cilt=T109 |sayfalar=61-74|doi=10.1238/Physica.Topical.109a00061 |arxiv=cond-mat/0307085 |bibcode=2004PhST..109...61D |dil=İngilizce}}</ref>

== Plazma uygulamaları ==
=== Parçacık demetleri ===
[[Dosya:Nasa Shuttle Test Using Electron Beam full.jpg|sol|küçükresim|[[NASA]]'nın yaptığı bir [[rüzgâr tüneli]] denemesinde, bir [[Space Shuttle]] modeline elektron demetleri uygulanırken. Bu sayede [[atmosfere giriş]] esnasında [[iyon]]laşmış gazların yarattığı etki simüle edilir.<ref>{{web kaynağı |tarih=4 Nisan 1975 |başlık=Image # L-1975-02972 |url=http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-003012.html |yayımcı=[[Langley Araştırma Merkezi]], [[NASA]] |dil=İngilizce |arşivurl=https://web.archive.org/web/20081207041522/http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-003012.html |arşivtarihi=7 Aralık 2008 |erişimtarihi=5 Kasım 2019 |ölüurl=evet}}</ref>]]
[[Elektron demeti|Elektron demetleri]], [[Kaynak (imalat)|kaynakta]] kullanılır.<ref>{{Web kaynağı | son = Elmer | ilk = J. | tarih = 3 Mart 2008 | başlık = Standardizing the Art of Electron-Beam Welding | url = https://www.llnl.gov/str/MarApr08/elmer.html | yayımcı = [[Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20130829210841/https://www.llnl.gov/str/MarApr08/elmer.html | arşivtarihi = 29 Ağustos 2013 | erişimtarihi = 5 Kasım 2019 | ölüurl =evet}}</ref> {{Kayma|0,1-1,3 mm}} arasındaki odak çapı boyunca, {{Değer|e=7|u=W·cm<sup>-2</sup>}}'ye kadarki enerji yoğunluklarında elektron demetleriyle kaynak yapılabilir ve genellikle dolgu malzemesi gerektirmezler. Normalde kaynak için uygun olmayan iletken malzemeleri birleştirmek için kullanılan bu teknik, elektronların hedefe ulaşmalarından önce gazla etkileşmemesi amacıyla vakumda gerçekleştirilir.<ref>{{kitap kaynağı |son=Schultz |ilk=H. |yıl=1993 |başlık=Electron Beam Welding |url=https://books.google.com/?id=I0xMo28DwcIC&pg=PA2 |sayfalar=2-3|yayımcı=[[Woodhead Publishing]] |isbn=978-1-85573-050-2 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{kitap kaynağı |son=Benedict |ilk=G. F. |yıl=1987 |başlık=Nontraditional Manufacturing Processes |url=https://books.google.com/?id=xdmNVSio8jUC&pg=PA273 |seri=Manufacturing engineering and materials processing |cilt=19 |sayfa=273 |yayımcı=CRC Press |isbn=978-0-8247-7352-6 |dil=İngilizce}}</ref>

[[Elektron demeti litografi]], [[mikrometre]]den daha küçük çözünürlüklerdeki yarı iletkenleri aşındırma yöntemidir.<ref>{{konferans kaynağı |son=Özdemir |ilk=F. S. |tarih=25-27 Haziran 1979 |başlık=Electron beam lithography |url=http://portal.acm.org/citation.cfm?id=800292.811744 |çalışma=Proceedings of the 16th Conference on Design automation |sayfalar=383-391|yayımcı=IEEE Press |yer=San Diego, Kaliforniya |dil=İngilizce}}</ref> Görece yüksek maliyetli olması, yavaş çalışması, ışınların vakumda çalışması gerekmesi, elektronların katılardaki dağılma eğilimi olması ve 10&nbsp;nm'ye kadar çözünürlük sınırı olması nedeniyle, özelleştirilmiş [[entegre devre]]lerin üretiminde kullanılır.<ref>{{kitap kaynağı |son=Madou |ilk=M. J. |yıl=2002 |basım=2.|başlık=Fundamentals of Microfabrication |url=https://books.google.com/?id=9bk3gJeQKBYC&pg=PA53 |sayfalar=53-54|yayımcı=CRC Press |isbn=978-0-8493-0826-0 |dil=İngilizce}}</ref>

[[Elektron ışınıyla işleme]], [[fiziksel özellik]]lerini değiştirmek ya da tıp ve gıda ürünlerini [[Sterilizasyon|sterilize]] etme amacıyla metalleri radyasyona uğratmak için kullanılır.<ref>{{konferans kaynağı |soyadı1=Jongen |ad1=Y. |soyadı2=Herer |ad2=A. |tarih=2-5 Mayıs 1996 |başlık=Electron Beam Scanning in Industrial Applications |çalışma=APS/AAPT Joint Meeting |yayımcı=[[Amerikan Fizik Topluluğu]] |bibcode=1996APS..MAY.H9902J |dil=İngilizce}}</ref> Elektron demetleri, yoğun radyasyonda sıcaklık artışına sebep olmadan camları akışkanlaştırır ya da sözde erimesini sağlar. Örneğin yoğun elektron radyasyonu, [[viskozite]] şiddetinin ani, [[aktivasyon enerjisi]]nin ise aşamalı olarak düşmesine sebep olur.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Mobus |ad1=G. |yazarlarıgöster=etal |yıl=2010 |başlık= Nano-scale quasi-melting of alkali-borosilicate glasses under electron irradiation |dergi=Journal of Nuclear Materials |cilt=396 |sayı=2-3 |sayfalar=264-271|doi=10.1016/j.jnucmat.2009.11.020 |bibcode=2010JNuM..396..264M |dil=İngilizce}}</ref>

[[Doğrusal parçacık hızlandırıcı]]lar, elektron demetlerini üreterek [[tümör]]lerin [[radyoterapi]] yöntemiyle tedavisinde kullanılır. Elektron demetleri soğrulmadan önce belli bir sınırdaki derinliğe (5-20&nbsp;MeV aralığında enerjiye sahip elektronlar için genelde 5&nbsp;cm'ye kadar) kadar etki edebilmelerinden dolayı [[elektroterapi]], [[bazal hücreli karsinom]] gibi yüzeysel [[Deri hastalıkları|deri bozuklukları]]nın tedavilerinde de etkilidir. Elektron demetleri ayrıca, [[x ışını|X ışınları]] tarafından radyasyona maruz kalmış bölgelerin tedavisinde destekleyici olarak da kullanılır.<ref>{{akademik dergi kaynağı |soyadı1=Beddar |ad1=A. S. |başlık=Mobile linear accelerators for intraoperative radiation therapy |url=https://archive.org/details/sim_association-of-operating-room-nurses-aorn-journal_2001-11_74_5/page/700 |dergi=[[AORN Journal]] |yıl=2001 |cilt=74 |sayfalar=700-705|doi=10.1016/S0001-2092(06)61769-9 |sayı=5 |soyadı2=Domanovic |ad2=Mary Ann |soyadı3=Kubu |ad3=Mary Lou |soyadı4=Ellis |ad4=Rod J. |soyadı5=Sibata |ad5=Claudio H. |soyadı6=Kinsella |ad6=Timothy J. |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{Web kaynağı | soyadı1 = Gazda | ad1 = M. J. | soyadı2 = Coia | ad2 = L. R. | tarih = 1 Haziran 2007 | başlık = Principles of Radiation Therapy | url = http://www.thymic.org/uploads/reference_sub/02radtherapy.pdf | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20181005170917/http://www.thymic.org/uploads/reference_sub/02radtherapy.pdf | arşivtarihi = 5 Ekim 2018 | erişimtarihi = 6 Kasım 2019 | ölüurl = evet }}</ref>

Parçacık hızlandırıcılar, elektrik alanları kullanarak elektron ve antiparçacıkların enerjilerini yükseltir. Bu parçacıklar, manyetik alanlardan geçerken sinkrotron radyasyonu yayarlar. Bu radyasyonun yoğunluğunun spine bağlı olmasının elektron demetini kutuplaştırmasına [[Sokolov-Ternov etkisi]] denir. Kutuplanmış elektron demetleri, çeşitli deneylerde kullanılır. Sinkrotron radyasyonu ayrıca, elektron demetlerinin [[radyasyon sönümlemesi|soğutularak]] parçacıkların momentum yayılımlarının azaltılmasını sağlar. Elektron ve pozitron demetleri, ortaya çıkan enerjinin parçacık dedektörleriyle gözlemlenmesi için, gerekli enerjiye ulaşana kadar hızlandırılarak çarpıştırılırlar.<ref>{{kitap kaynağı |soyadı1=Chao |ad1=A. W. |soyadı2=Tigner |ad2=M. |yıl=1999 |başlık=Handbook of Accelerator Physics and Engineering |url=https://books.google.com/?id=Z3J4SjftF1YC&pg=PA155 |yayımcı=World Scientific |sayfalar=155, 188|isbn=978-981-02-3500-0 |dil=İngilizce}}</ref>

=== Görüntüleme ===
[[Dosya:Electron Microscope.jpg|küçükresim|Modern bir transmisyon [[elektron mikroskobu]]]]
[[Düşük enerjili elektron kırınımı]], kristal malzemeleri [[koşutlanmış demet|koşutlanmış elektron demeti]] bombardımanına tutma ve sonrasında ortaya çıkan kırınım desenlerini gözlemleyerek malzemenin yapısını belirlemek için kullanılan bir yöntemidir. Elektronların sahip olmaları gereken enerji genellikle 20-200 eV arasındadır.<ref>{{kitap kaynağı |son=Oura |ilk=K. |yıl=2003 |başlık=Surface Science |url=https://archive.org/details/surfacesciencein00kour |sayfalar=1-45|yayımcı=Springer |isbn=978-3-540-00545-2 |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref> [[Yansımalı yüksek enerjili elektron kırınımı]] ise çeşitli dar açılardan yollanan elektron demetini kullanarak kristal malzemelerin yüzeyini belirleme yöntemidir. Demet enerjisi genellikle 8-20 keV, geliş açısı ise 1-4° aralığındadır.<ref>{{kitap kaynağı |soyadı1=Ichimiya |ad1=A. |soyadı2=Cohen |ad2=P. I. |yıl=2004 |başlık=Reflection High-energy Electron Diffraction |url=https://books.google.com/?id=AUVbPerNxTcC&pg=PA1 |sayfa=1 |yayımcı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-45373-8 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Heppell |ilk=T. A. |yıl=1967 |başlık=A combined low energy and reflection high energy electron diffraction apparatus |dergi=[[Measurement Science and Technology|Journal of Scientific Instruments]] |cilt=44 |sayfalar=686-688|doi=10.1088/0950-7671/44/9/311 |bibcode=1967JScI...44..686H |sayı=9 |dil=İngilizce}}</ref>

[[Elektron mikroskobu]], gözlemlenmek istenen numuneye, odaklanmış elektron demeti gönderir. Bazı elektronlar, demetin malzeme ile etkileşime girmesiyle birlikte malzemenin hareket yönü, açısı ve bağıl fazı ve enerjisi gibi özelliklerini değiştirirler. Gözlemciler, elektron demetindeki bu değişimleri kaydederek malzemenin kararlı atomik görünüşünü elde ederler.<ref>{{Web kaynağı | son = McMullan | ilk = D. | yıl = 1993 | başlık = Scanning Electron Microscopy | url = http://www-g.eng.cam.ac.uk/125/achievements/mcmullan/mcm.htm | yayımcı = [[Cambridge Üniversitesi]] | dil = İngilizce | arşivurl = https://web.archive.org/web/20190514230808/http://www-g.eng.cam.ac.uk/125/achievements/mcmullan/mcm.htm | arşivtarihi = 14 Mayıs 2019 | erişimtarihi = 8 Kasım 2019 | ölüurl = hayır }}</ref> Mavi ışıkta, geleneksel [[optik mikroskop]]lar yaklaşık 200&nbsp;nm'lik kırınımla sınırlı çözünürlüğe sahiplerdir.<ref>{{kitap kaynağı |son=Slayter |ilk=H. S. |yıl=1992 |başlık=Light and Electron Microscopy |url=https://books.google.com/?id=LlePVS9oq7MC&pg=PA1 |sayfa=1 |yayımcı=Cambridge University Press |isbn= 978-0-521-33948-3 |dil=İngilizce}}</ref> Elektron mikroskopları ise elektronun [[Madde dalgası|de Broglie dalga boyu]] ile sınırlılardır. Örneğin 100.000 [[volt]] değerindeki potansiyel boyunca hızlandırılan elektronlar için dalga boyu 0,0037&nbsp;nm'dir.<ref>{{kitap kaynağı |son=Cember |ilk=H. |yıl=1996 |başlık=Introduction to Health Physics |url=https://books.google.com/?id=obcmBZe9es4C&pg=PA42 |sayfalar=42-43|yayımcı=McGraw-Hill Professional |isbn=978-0-07-105461-4 |dil=İngilizce}}</ref> [[Transmission Electron Aberration-Corrected Microscope]], bireysel atomları çözümlemek için yeterli olan 0,05&nbsp;nm'nin altında çözünürlük kapasitesine sahiptir.<ref>{{akademik dergi kaynağı |son=Erni |ilk=R. |yıl=2009 |başlık=Atomic-Resolution Imaging with a Sub-50-pm Electron Probe |dergi=Physical Review Letters |cilt=102 |sayı=9 |sayfa=096101 |doi=10.1103/PhysRevLett.102.096101 |pmid=19392535 |bibcode=2009PhRvL.102i6101E |yazarlarıgöster=etal |dil=İngilizce}}</ref>

[[Geçirimli elektron mikroskobu|Geçirimli]] ve [[Taramalı elektron mikroskobu|taramalı]] olmak üzere iki tür elektron mikroskobu vardır. Geçirimli elektron mikroskopları, bir malzeme parçasından geçen elektron demetiyle bu malzemenin [[yük bağlaşımlı aygıt]]a ya da [[Dia film|fotoğraf slayda]] lenslerle yansıtılmasını sağlayarak [[Tepegöz (cihaz)|tepegöz]] gibi çalışırlar. Taramalı elektron mikroskopları ise [[televizyon]]da olduğu gibi çalışılmış örnekten görüntü üretmek için iyi odaklanmış elektrona [[raster tarama]] yaparlar. [[Magnifikasyon]] oranı her iki mikroskop türünde de 100× ilâ 1.000.000× arasında ya da daha fazladır. [[Taramalı tünelleme mikroskobu|Taramalı tünelleme mikroskopları]] ise, keskin metal ucundan üzerinde çalışılan malzemeye [[kuantum tünelleme]] ile elektronlar yollayarak malzeme yüzeyinin atomik çözünürlüklü görüntüsünü üretirler.<ref name="bozzola_1999">{{kitap kaynağı |son=Bozzola |ilk=J. J. |soyadı2=Russell |ad2=L. D. |yıl=1999 |başlık=Electron Microscopy |url=https://books.google.com/?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA12 |yayımcı=Jones & Bartlett Publishers |sayfalar=12, 197-199|isbn=978-0-7637-0192-5 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{kitap kaynağı |son=Flegler |ilk=S. L. |soyadı2=Heckman Jr. |ad2=J. W. |soyadı3=Klomparens |ad3=K. L. |yıl=1995 |başlık=Scanning and Transmission Electron Microscopy |url=https://archive.org/details/scanningtransmis0000fleg_a7x2 |yayımcı=Oxford University Press |sayfalar=[https://archive.org/details/scanningtransmis0000fleg_a7x2/page/43 43]-45|basım=yeniden|isbn=978-0-19-510751-7 |dil=İngilizce}}</ref><ref>{{kitap kaynağı |son=Bozzola |ilk=J. J. |soyadı2=Russell |ad2=L. D. |yıl=1999 |başlık=Electron Microscopy |url=https://books.google.com/?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA9 |yayımcı=Jones & Bartlett Publishers |basım=2.|sayfa=9 |isbn=978-0-7637-0192-5 |dil=İngilizce}}</ref>

=== Diğer ===
[[Serbest elektron lazeri|Serbest elektron lazerlerinde]] [[göreli elektron demeti|göreli bir elektron demeti]], alanları değişken yönleri gösteren [[dipol mıknatıs]]ları sırasının meydana getirdiği [[salındırıcı]]dan geçer. Elektronlar, [[Rezonans (fizik)|rezonans]] frekansında radyasyon alanını güçlendirmek için aynı elektronlarla [[uyumluluk (fizik)|uyumlu]] olarak etkileşime giren sinkrotron radyasyonu yayarlar. Serbest elektron lazerleri, geniş frekanslarla, [[mikrodalga]]lardan hafif X ışınlarına uyumlu yüksek [[radyans]] derecesine sahip elektromanyetik radyasyon yayımı gerçekleştirebilirler. Bu araçlar; [[imalat]] ve [[iletişim]]in yanı sıra [[yumuşak doku]] cerrahisi gibi çeşitli tıbbi alanlarla kullanılır.<ref>{{kitap kaynağı |son=Freund |ilk=H. P. |soyadı2=Antonsen |ad2=T. |yıl=1996 |başlık=Principles of Free-Electron Lasers |url=https://books.google.com/?id=73w9tqTgbiIC&pg=PA1 |sayfalar=1-30|yayımcı=Springer |isbn=978-0-412-72540-1 |dil=İngilizce}}</ref>

Elektronlar; [[laboratuvar]] araçları, [[bilgisayar monitörü|bilgisayar ekranları]] ve [[televizyon alıcısı|televizyon alıcılarında]] çoğunlukla görüntüleme aracı olarak kullanılan katot ışını tüpleri için önemlidirler.<ref>{{kitap kaynağı |son=Kitzmiller |ilk=J. W. |yıl=1995 |başlık=Television Picture Tubes and Other Cathode-Ray Tubes |sayfalar=3-5|yayımcı=Diane Publishing |isbn=978-0-7881-2100-5 |dil=İngilizce}}</ref> [[Fotomultiper tüp]]lerde [[fotokatot|fotokatoda]] çarpan her foton, saptanabilir bir akım darbesi üreten bir elektron yayılımı başlatır.<ref>{{kitap kaynağı |son=Sclater |ilk=N. |yıl=1999 |başlık=Electronic Technology Handbook |url=https://archive.org/details/electronicstechn0000scla |sayfalar=[https://archive.org/details/electronicstechn0000scla/page/227 227]-228|yayımcı=McGraw-Hill Professional |isbn=978-0-07-058048-0 |dil=İngilizce}}</ref> [[Vakum tüpü|Vakum tüpleri]], elektron akışını, elektrik sinyallerini idare etmek için kullansa da; yerlerini [[transistör]] gibi [[katı hâl elektroniği|katı hâl aletlerine]] bırakmışlardır.<ref>{{ansiklopedi kaynağı |url=https://www.britannica.com/technology/electron-tube |başlık=Electron tube |ansiklopedi=[[Encyclopædia Britannica]] |dil=İngilizce |ilk=Estanislao |son=Navarro Sosa |erişimtarihi=20 Kasım 2019 |arşivurl=https://web.archive.org/web/20200414121800/https://www.britannica.com/technology/electron-tube |arşivtarihi=14 Nisan 2020 |ölüurl=hayır }}</ref>

== Notlar ==
{{not listesi|30em}}

== Kaynakça ==
;Özel
{{kaynakça}}

;Genel
* {{Kitap kaynağı |son=Griffiths |ilk=David J. |başlık=Introduction to Electrodynamics |url=https://archive.org/details/introductiontoel00grif_0 |basım=3.|yayımcı=Prentice Hall |yıl=1998 |isbn=978-0-13-805326-0 |dil=İngilizce | kaynak = harv}}
* {{kitap kaynağı |son=Zombeck |ilk=M. V. |yıl=2007 |başlık=Handbook of Space Astronomy and Astrophysics |url=https://books.google.com/?id=tp_G85jm6IAC&pg=PA14 |basım=3.|yayımcı=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-78242-5 |dil=İngilizce | kaynak = harv}}

{{Parçacıklar}}
{{Otorite kontrolü}}

[[Kategori:Elektron| ]]