Τι είναι η αρνητική χρέωση;

Το αρνητικό φορτίο είναι μια ηλεκτρική ιδιότητα ενός σωματιδίου σε υποατομική κλίμακα. Φυσικά, διατηρεί την αντίστροφη αντίδραση σε θετικά φορτισμένα σωματίδια, δημιουργώντας ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που επιδεικνύει ένα ορισμένο επίπεδο δύναμης, διατηρώντας και τα δύο σωματίδια σε ενωμένη και αντιδραστική κατάσταση. Το πιο διαδεδομένο παράδειγμα μπορεί να βρεθεί στα ηλεκτρόνια, τα οποία διατηρούν ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο με τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια. Και τα δύο αυτά στοιχεία είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της ακεραιότητας των ατόμων. Ως εκ τούτου, τα αρνητικά φορτία αποτελούν μέρος των θεμελιωδών δυνάμεων του νόμου της φυσικής.

Όταν συναντώνται δύο αρνητικά φορτία, ασκείται μια δύναμη γνωστή ως απώθηση, με αποτέλεσμα και τα δύο σωματίδια να απομακρύνονται το ένα από το άλλο. Αντίστροφα, τα αρνητικά και τα θετικά φορτία έλκονται, κάτι που είναι γνωστό ως νόμος του Κουλόμπ. Αυτές οι δύο βασικές ιδιότητες των φορτίων αποτελούν τη γενική βάση για τους νόμους της ηλεκτροδυναμικής. Ορισμένα σωματίδια, όπως τα φωτόνια, μπορούν να έχουν διαφορετική επίδραση στα αρνητικά φορτία, προκαλώντας ωστόσο διαφορετικές αντιδράσεις. Αυτή η αλλαγή στους νόμους της ηλεκτροδυναμικής είναι η βάση για την κβαντική θεωρία, τη μελέτη των ανωμαλιών εντός των αρχών της φυσικής.

Τα ηλεκτρόνια είναι πολύ διαδεδομένα μέσα στο σύμπαν και δεν περιέχουν υποδομές. Μικρότερο από τα πρωτόνια, η μάζα τους είναι μόνο το 1/1836 των θετικά φορτισμένων ομολόγων τους. Είναι απαραίτητα για τη δραστηριότητα του μαγνητισμού, του ηλεκτρισμού και των αιτιών της θερμικής αγωγιμότητας. Τα ηλεκτρόνια είναι επίσης υπεύθυνα για τους χημικούς δεσμούς μεταξύ των στοιχείων. Αυτό συμβαίνει όταν ένα ηλεκτρόνιο μοιράζεται ένα άτομο ή ανταλλάσσεται μέσω της χημικής διαδικασίας.

Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι το αρνητικό φορτίο που βρέθηκε στα ηλεκτρόνια δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια του Big Bang. Τα ηλεκτρόνια δημιουργήθηκαν στη μαζική έκρηξη και πήραν τη θέση τους ανάμεσα σε άλλα Φερμιόνια, ή φυσικές μορφές σωματιδίων. Επίσης δημιουργήθηκε εκείνη την εποχή το ποζιτρόνιο, το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρόνια, ωστόσο, το φορτίο ενός ποζιτρονίου δεν είναι αρνητικό. Αυτό σημαίνει ότι όταν συμβαίνουν συγκρούσεις μεταξύ των δύο σωματιδίων, και τα δύο εκμηδενίζονται, δημιουργώντας φωτόνια ακτίνων γάμμα στη θέση τους.

Οι αρνητικές κατηγορίες εντοπίστηκαν για πρώτη φορά από τους αρχαίους Έλληνες. Περίπου το 600 π.Χ., ο Θαλής της Μιλήτου έτριψε γούνα σε κεχριμπάρι, δημιουργώντας ελκυστικές δυνάμεις. Αρκετοί επιστήμονες εργάστηκαν ανά τους αιώνες για να εντοπίσουν διαφορετικές μορφές ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης, τελικά καταλήξαμε σε ένα σύστημα που καθόριζε διαφορετικούς λόγους έλξης και απώθησης με βάση τα υλικά. Το 1839, ο Michael Faraday εντόπισε την ύπαρξη διαφορετικών πολικοτήτων. Όρισε μια από αυτές τις πολικότητες ως διατήρηση αρνητικού φορτίου, αν και η διάκριση μεταξύ θετικών και αρνητικών φορτίων ήταν καθαρά αυθαίρετη.