Xem mã nguồn của Electron

{{Về|một [[hạt hạ nguyên tử]]|môn học, công nghệ, ngành công nghiệp hay linh kiện điện tử|Điện tử (định hướng)}}
{{Bài cùng tên}}
{{Thông tin hạt cơ bản
|name            = Electron
|image           = [[Tập tin:Atomic-orbital-clouds spd m0.png|280px]]
|caption         = [[Orbital nguyên tử]] hydro ở các mức năng lượng khác nhau. Tại những vùng càng đậm tương ứng với khả năng cao tìm thấy electron trong vùng đó ở bất kỳ thời điểm nào.
|num_types       =
|composition     = [[Hạt cơ bản]]<ref name="prl50"/>
|statistics      = [[Fermion]]
|group           = [[Lepton]]
|generation      = Thế hệ thứ nhất
|interaction     = [[Tương tác hấp dẫn|Hấp dẫn]], [[lực Lorentz|điện từ]], [[tương tác yếu|yếu]]
|antiparticle    = [[Positron]] (còn gọi là phản electron)
|theorized       = [[Richard Laming]] (1838–1851),<ref name="farrar"/><br>[[George Johnstone Stoney|G. Johnstone Stoney]] (1874) và những người khác.<ref name="arabatzis"/><ref name="buchwald1"/>
|discovered      = [[J. J. Thomson]] (1897)<ref name="thomson"/>
|symbol          = {{SubatomicParticle|Electron}}, {{SubatomicParticle|beta-}}
|mass            = {{gaps|9,109|383|7015(28)|u=× 10<sup>−31</sup> kg}}<ref name="CODATA2018" /><br /><!--
                 -->{{gaps|5,485|799|090|70(16)|u=× 10<sup>−4</sup> u}}<ref name="2014 CODATA" /><br /><!--
                 -->[{{gaps|1|822,888|4845(14)}}]<sup>−1</sup>&nbsp;u<ref group=gc>Mẫu số trong dạng phân số là nghịch đảo của giá trị thập phân (cùng với độ đo chuẩn tương đối của nó là {{gaps|4,2|u=× 10<sup>−13</sup> u}}).</ref><br /><!--
                 -->{{gaps|0,510|998|950|00(15)|u=MeV/c<sup>2</sup>}}<ref name="CODATA2018"/>
|electric_charge = −1&nbsp;[[điện tích cơ bản|''e'']]<ref group=gc>Điện tích của electron là giá trị âm của [[điện tích cơ bản]], và giá trị dương tương ứng cho giá trị điện tích của proton.</ref><br /><!--
                 -->{{gaps|−1,602|176|634|u=× 10<sup>−19</sup> C}}<ref name="CODATA2018" /><br />
|magnetic_moment  = {{gaps|−1,001|159|652|180|91(26)|u=[[Bohr magneton|μ<sub>B</sub>]]}}<ref name="2014 CODATA" />
|spin             = {{frac|1|2}}
|weak_isospin    = {{nowrap|[[Chirality (physics)|LH]]: −{{frac|1|2}}, [[Chirality (physics)|RH]]: 0}}
|weak_hypercharge= {{nowrap|[[Chirality (physics)|LH]]: -1, [[Chirality (physics)|RH]]: −2}}
| mean_lifetime   = bền (> 6,6&nbsp;×&nbsp;10<sup>28</sup> năm<ref name=bx2015>{{Chú thích tạp chí
 | last = Agostini |first=M. |display-authors=etal |collaboration=[[Borexino]] Collaboration
 | year = 2015
 | title = Test of Electric Charge Conservation with Borexino
 | journal = [[Physical Review Letters]]
 | volume = 115 | issue = 23 | pages = 231802
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.115.231802
 | bibcode =  2015PhRvL.115w1802A
 | arxiv = 1509.01223
 | pmid=26684111
|issn=0031-9007 }}</ref>)
}}
{{Mô hình chuẩn của vật lý hạt}}
'''Electron''' hay '''điện tử''',<ref>[[:wiktionary:vi:điện tử|Định nghĩa của ''điện tử'']] trên [[Wiktionary]].</ref> là một [[hạt hạ nguyên tử]], có ký hiệu là {{SubatomicParticle|Electron}} hay {{SubatomicParticle|beta-}}, mà [[điện tích]] của nó bằng trừ một [[điện tích cơ bản]].<ref>{{chú thích web |last=Coff |first=Jerry |title=What Is An Electron |url=https://www.universetoday.com/73323/what-is-an-electron// |access-date =ngày 10 tháng 9 năm 2010 |date = ngày 10 tháng 9 năm 2010}}</ref> Các electron thuộc về [[Thế hệ (vật lý hạt)|thế hệ thứ nhất]] trong họ các hạt [[lepton]],<ref name="curtis74">
{{chú thích sách|url=https://books.google.com/?id=KmwCsuvxClAC&pg=PA74|title=Atomic Structure and Lifetimes: A Conceptual Approach|last=Curtis|first=L.J.|publisher=Cambridge University Press|year=2003|isbn=978-0-521-53635-6|page=74}}</ref> và nói chung được coi là những [[hạt cơ bản]] bởi vì chúng không có các thành phần nhỏ hay cấu trúc con.<ref name="prl50"/> Electron có [[khối lượng bất biến|khối lượng]] xấp xỉ bằng [[tỷ số khối lượng proton-electron|1/1836]] so với của [[proton]].<ref name="nist_codata_mu"/> Các tính chất [[cơ học lượng tử]] của electron bao gồm giá trị [[mômen động lượng]] ([[spin]]) bằng một nửa đơn vị, biểu diễn theo đơn vị của [[hằng số Planck|hằng số Planck thu gọn]], ''ħ''. Vì là một [[fermion]], trong hệ cô lập không có hai electron nào có thể ở cùng một [[trạng thái lượng tử]], như nội dung của [[nguyên lý loại trừ Pauli]].<ref name="curtis74"/> Giống như tất cả các hạt cơ bản khác, electron thể hiện cả các tính chất của [[lưỡng tính sóng hạt|sóng và hạt]]: chúng có thể va chạm với các hạt khác và bị [[nhiễu xạ electron|nhiễu xạ]] như ánh sáng. [[#Các tính chất lượng tử|Các tính chất sóng của electron]] dễ dàng được quan sát thấy ở các thí nghiệm hơn so với những hạt khác ví dụ như [[neutron]] và proton bởi vì electron có khối lượng nhỏ hơn và do vậy có [[sóng vật chất|bước sóng de Broglie]] dài hơn ở cùng một mức năng lượng.

Electron có vai trò cơ bản ở nhiều hiện tượng [[vật lý học|vật lý]], như [[điện]], [[từ học]], [[hóa học]] và [[độ dẫn nhiệt]]. Ngoài ra nó cũng tham gia vào [[tương tác cơ bản|tương tác]] [[sóng hấp dẫn|hấp dẫn]], [[lực Lorentz|điện từ]] và [[tương tác yếu|yếu]].<ref name="anastopoulos1" /> Vì một electron mang điện tích, bao xung quanh nó là [[điện trường]], và nếu electron chuyển động tương đối với một người quan sát, nó sẽ cảm ứng một [[từ trường]]. Trường điện từ tạo ra bởi những nguồn khác sẽ ảnh hưởng đến chuyển động của hạt electron tuân theo [[lực Lorentz|định luật lực Lorentz]]. Electron phát ra hay hấp thụ năng lượng dưới dạng các [[photon]] khi chúng chuyển động gia tốc. Các thiết bị ở phòng thí nghiệm có khả năng bẫy từng electron đơn lẻ cũng như các [[Plasma (vật lý)|electron plasma]] bằng sử dụng điện từ trường. Những [[kính thiên văn]] đặc biệt có thể phát hiện electron plasma trong [[không gian ngoài thiên thể|không gian vũ trụ]]. Electron tham dự vào nhiều ứng dụng thực tiễn như [[điện tử học]], [[Hàn (công nghệ)|hàn tia điện tử]], [[ống tia âm cực]], [[kính hiển vi điện tử]], [[trị liệu bức xạ]], [[laser electron tự do]], [[máy dò khí ion hóa]] và [[máy gia tốc hạt]].

Các tương tác có sự tham gia của những electron với các hạt khác là một trong những chủ đề nghiên cứu của [[hóa học]] và [[vật lý hạt nhân]]. Tương tác [[lực tĩnh điện|lực Coulomb]] giữa các proton mang điện dương bên trong [[hạt nhân nguyên tử]] và các electron mang điện âm ở orbital cấu thành lên [[nguyên tử]]. Sự ion hóa hay sự chênh lệch giữa số electron mang điện âm và hạt nhân mang điện dương làm thay đổi [[năng lượng liên kết]] của một hệ nguyên tử. Sự trao đổi hay chia sẻ các electron giữa hai hay nhiều nguyên tử là nguyên nhân chủ yếu tạo ra [[liên kết hóa học]].<ref name=Pauling/> Năm 1838, nhà triết học tự nhiên người Anh [[Richard Laming]] lần đầu tiên đã đặt ra khái niệm về một đại lượng điện tích không thể chia nhỏ hơn nhằm giải thích các tính chất hóa học của các nguyên tử.<ref name="arabatzis"/> Nhà vật lý người Ireland [[George Johnstone Stoney]] sau đó đặt tên đại lượng điện tích này là 'electron' vào năm 1891, và sau đó [[J. J. Thomson]] cùng các cộng sự người Anh cuối cùng đã phát hiện ra electron có biểu hiện của một hạt cơ bản vào năm 1897.<ref name="thomson"/>  Electron cũng tham gia vào các [[phản ứng hạt nhân]], như quá trình [[tổng hợp hạt nhân sao|tổng hợp lên các hạt nhân nặng hơn trong các sao]], mà chúng thường được gọi là các [[hạt beta]]. Electron cũng có thể được tạo ra trong [[phân rã beta]] từ các [[hạt nhân phóng xạ|đồng vị phóng xạ]] và trong các va chạm năng lượng cao, như ở sự kiện các [[tia vũ trụ]] bắn phá bầu khí quyển. [[Phản hạt]] của electron được gọi là [[positron]]; nó có tính chất đồng nhất với electron ngoại trừ các [[tích (vật lý)|tích]] như điện tích mang dấu ngược lại. Khi [[sự hủy cặp electron–positron|một electron va chạm với một positron]], cả hai hạt bị [[sự hủy cặp hạt|hủy]], tạo ra hai [[photon]] [[tia gamma]] năng lượng cao.

==Lịch sử==
{{Xem thêm|Điện từ học#Lịch sử}}
===Khám phá ra hiệu ứng của lực điện===
Người [[Hy Lạp cổ đại#Khoa học và Công nghệ|Hy Lạp cổ đại]] đã nhận thấy rằng khi dùng bộ lông thú chà xát vào [[hổ phách]] thì nó có khả năng hút được những vật nhỏ. Cùng với [[sét]], đây là một trong những hiện tượng về [[Điện#Lịch sử|điện]] được ghi nhận sớm nhất trong lịch sử loài người.<ref name="DictOrigins" /> Trong luận thuyết ''De Magnete'' viết năm 1600, nhà khoa học người Anh [[William Gilbert]] đưa ra thuật ngữ trong tiếng Latin mới là {{lang|la|electrica}}, để nói đến những chất có tính chất tương tự như hổ phách với khả năng có thể hút được những vật nhỏ khi chà xát với lông thú.<ref name=Benjamin>{{Chú thích
 | last = Benjamin
 | first = Park
 | title = A history of electricity (The intellectual rise in electricity) from antiquity to the days of Benjamin Franklin
 | place = New York
 | publisher = J. Wiley
 | year = 1898
 | page = 315, 484-5
 | url = https://archive.org/details/cu31924004128686/page/n10
 | isbn = 978-1313106054
}}</ref> Cả hai thuật ngữ ''electric'' và ''electricity'' đều có nguồn gốc từ tiếng Latin ''{{lang|la|ēlectrum}}'' (cũng là từ nguyên của [[electrum|hợp kim có cùng tên]]); ''{{lang|la|ēlectrum}}'' có từ nguyên bắt nguồn từ chữ hổ phách trong tiếng Hy Lạp, {{lang|grc|ἤλεκτρον}} (''{{lang|grc-Latn|ēlektron}}'').<ref>{{Chú thích web
 | url = https://www.merriam-webster.com/dictionary/electric
 | tựa đề = Electric
 | nhà xuất bản = [[Merriam-Webster]]
 | url lưu trữ = https://web.archive.org/web/20210120224054/https://www.merriam-webster.com/dictionary/electric
 | ngày lưu trữ = 2021-01-20
 | url-status = live
 | ngày truy cập = ngày 23 tháng 7 năm 2021
 }}</ref>

===Khám phá hai loại điện tích===
Đầu những năm 1700, nhà hóa học người Pháp [[Charles François de Cisternay du Fay|Charles François du Fay]] phát hiện thấy nếu một lá vàng tích điện bị đẩy bởi một que thủy tinh khi chà nó với lụa, thì cùng lá vàng tích điện này lại bị hút bởi hổ phách khi chà vào bông sợi. Từ quan sát này cùng những kết quả thí nghiệm tương tự, du Fay kết luận rằng điện phải chứa hai loại chất lỏng mang điện, chất lỏng ''vitreous'' từ đũa thủy tinh khi chà xát vào lụa và chất lỏng ''resinous'' từ hổ phách khi chà vào bông sợi. Hai chất lỏng này có thể trung hòa lẫn nhau khi được kết hợp lại.<ref name=Benjamin/><ref>
{{chú thích sách
 | last = Keithley | first = J.F.
 | year = 1999
 | title = The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 B.C. to the 1940s
 | url = https://books.google.com/?id=uwgNAtqSHuQC&pg=PR7
 | publisher = [[Institute of Electrical and Electronics Engineers|IEEE Press]]
 | pages = 19-20
 | isbn = 978-0-7803-1193-0
}}</ref> Nhà khoa học người Mỹ [[Ebenezer Kinnersley]] sau đó cũng độc lập đi đến kết luận tương tự của du Fay.<ref name="Cajori1917">
{{chú thích sách
 | first = Florian | last = Cajori
 | title = A History of Physics in Its Elementary Branches: Including the Evolution of Physical Laboratories
 | url = https://archive.org/details/historyofphysics00cajo
 | year = 1917
 | publisher = Macmillan
}}</ref>{{rp|118}} Một thập kỷ sau, [[Benjamin Franklin]] đề xuất rằng điện không cấu tạo từ những loại chất lỏng điện khác nhau, mà là một chất lỏng điện có biểu hiện dư thừa (+) hay thiếu hụt (−) điện tích. Ông đưa ra thuật ngữ hiện đại tương ứng với chúng là [[điện tích]] dương và điện tích âm.<ref>
{{chú thích web
 | title = Benjamin Franklin (1706–1790)
 | url = http://scienceworld.wolfram.com/biography/FranklinBenjamin.html
 | work = Eric Weisstein's World of Biography
 | publisher = [[Wolfram Research]]
 | access-date = ngày 16 tháng 12 năm 2010}}</ref> Franklin từng nghĩ về chất mang điện sẽ có điện tích dương, nhưng ông đã không miêu tả đúng tình huống khi nào chất sẽ dư thừa điện tích, và khi nào bị thiếu hụt điện tích.<ref>
{{chú thích sách
 | last1 = Myers | first1 = R.L.
 | year = 2006
 | title = The Basics of Physics
 | url = https://books.google.com/books?id=KnynjL44pI4C&pg=PA242
 | publisher = Greenwood Publishing Group
 | page = 242
 | isbn = 978-0-313-32857-2
}}</ref>

Giữa các năm 1838 và 1851, nhà triết học tự nhiên người Anh [[Richard Laming]] phát triển ý tưởng cho rằng một nguyên tử là tổ hợp bao gồm một lõi vật chất được bao quanh bởi những hạt nhỏ hơn nguyên tử mà có điện tích bằng số lần điện tích đơn vị.<ref name="farrar">
{{Chú thích tạp chí
 | last = Farrar | first = W.V.
 | year = 1969
 | title = Richard Laming and the Coal-Gas Industry, with His Views on the Structure of Matter
 | journal = Annals of Science
 | volume = 25 | pages = 243–254
 | doi =10.1080/00033796900200141
 | issue = 3
}}</ref> Đầu năm 1846, nhà vật lý người Đức [[Wilhelm Eduard Weber|William Weber]] đưa ra lý thuyết miêu tả điện là chất tổng hợp bởi các chất lỏng tích điện dương và âm, và tương tác giữa chúng bị chi phối bởi [[luật nghịch đảo bình phương]]. Sau khi nghiên cứu hiện tượng [[điện phân]] vào năm 1874, nhà vật lý người Ireland [[George Johnstone Stoney]] gợi ý có tồn tại một "đại lượng xác định duy nhất cho điện", điện tích của một [[ion]] [[hóa trị|hóa trị một]]. Ông đã có thể ước lượng giá trị của điện tích cơ bản ''e'' này bằng cách áp dụng [[định luật điện phân Faraday]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Barrow | first = J.D.
 | year = 1983
 | title = Natural Units Before Planck
 | url = https://archive.org/details/sim_astronomy-geophysics_1983-03_24_1/page/24 | journal = [[Astronomy & Geophysics|Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society]]
 | volume = 24 | pages = 24–26
 | bibcode = 1983QJRAS..24...24B
 | doi =
}}</ref> Tuy nhiên, Stoney lại tin rằng những điện tích này lại gắn chặt vĩnh cửu vào nguyên tử và không thể bị tách rời. Năm 1881, nhà vật lý người Đức [[Hermann von Helmholtz]] cho rằng cả điện tích dương và điện tích âm có thể chia ra thành những thành phần cơ bản, mỗi một chúng "hành xử như những nguyên tử của điện".<ref name="arabatzis">
{{chú thích sách
 | url = https://books.google.com/?id=rZHT-chpLmAC&pg=PA70
 | title = Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities
 | last = Arabatzis | first = T.
 | publisher = University of Chicago Press
 | year = 2006
 | isbn = 978-0-226-02421-9
 | pages = 70–74, 96
}}</ref>

Stoney ban đầu đưa ra thuật ngữ ''electrolion'' vào năm 1881. Mười năm sau, ông chuyển sang sử dụng ''electron'' để miêu tả những điện tích cơ bản này, khi ông viết vào năm 1894: "... một ước lượng được thực hiện để tính toán số lượng thực tế của đơn vị điện cơ bản điển hình nhất này, mà tôi đã từng dám gợi ý đặt tên là ''electron''". Đã có một đề xuất vào năm 1906 nhằm đổi sang tên gọi ''electrion'' nhưng đã thất bại bởi vì [[Hendrik Lorentz]] vẫn thích tên gọi ''electron'' hơn.<ref>
{{chú thích sách
 | first=Sōgo|last= Okamura
 | title=History of Electron Tubes
 | url=https://books.google.com/books?id=VHFyngmO95YC&pg=PR11
 | access-date =ngày 29 tháng 5 năm 2015
 | year=1994
 | publisher=IOS Press
 | isbn=978-90-5199-145-1
 | page=11
 | quote=In 1881, Stoney named this electromagnetic 'electrolion'. It came to be called 'electron' from 1891. [...] In 1906, the suggestion to call cathode ray particles 'electrions' was brought up but through the opinion of Lorentz of Holland 'electrons' came to be widely used.}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Stoney | first = G.J.
 | year = 1894
 | title = Of the "Electron," or Atom of Electricity
 | journal = [[Philosophical Magazine]]
 | volume = 38 | issue = 5 | pages = 418–420
 | doi =10.1080/14786449408620653
}}</ref> Từ ''electron'' là tổ hợp của các từ ''<u>electr</u>ic'' và ''i<u>on</u>''.<ref>{{Chú thích web
 | url = https://www.oed.com/view/Entry/60302?rskey=owKYbt&result=2
 | tựa đề = electron, n.2
 | website = [[Từ điển tiếng Anh Oxford]]
 | nhà xuất bản = [[Oxford University Press]]
 | url lưu trữ = https://web.archive.org/web/20210427080603/https://www.oed.com/view/Entry/60302?rskey=owKYbt&result=2
 | ngày lưu trữ = 2021-04-27
 | url-status = live
 | ngày truy cập = ngày 23 tháng 7 năm 2021
 }}</ref> Hậu tố [[wikt:-on|-''on'']] mà hiện nay được sử dụng để đặt tên cho các hạt cơ bản khác, như proton hoặc neutron, có nguồn gốc bắt nguồn từ cách đặt tên cho electron.<ref>
{{chú thích sách
 | editor-last = Soukhanov | editor-first = A.H.
 | year = 1986
 | title = Word Mysteries & Histories
 | page = 73
 | publisher = Houghton Mifflin
 | isbn = 978-0-395-40265-8
}}</ref><ref>
{{chú thích sách
 | editor-last = Guralnik | editor-first = D.B.
 | year = 1970
 | title = Webster's New World Dictionary
 | publisher = Prentice Hall
 | page = 450
 | isbn =
}}</ref>

===Khám phá ra các electron tự do bên ngoài vật chất===
[[Tập tin:Cyclotron motion wider view.jpg|phải|nhỏ|alt=A round glass vacuum tube with a glowing circular beam inside|Đường bay của một chùm electron bị lệch thành hình tròn khi đặt trong một từ trường<ref>
{{chú thích sách
 | last = Born | first = M.
 | last2 = Blin-Stoyle | first2 = R.J.
 | last3 = Radcliffe | first3 = J.M.
 | year = 1989
 | title = Atomic Physics
 | url = https://books.google.com/?id=NmM-KujxMtoC&pg=PA26
 | page = 26
 | publisher = Courier Dover
 | isbn = 978-0-486-65984-8
}}</ref>]]

Khi nghiên cứu hiện tượng dẫn điện trong khí [[wikt:rarefied|loãng]] vào năm 1859, nhà vật lý người Đức [[Julius Plücker]] quan sát thấy ánh sáng lân quang, vốn được tạo thành bởi bức xạ phát ra từ [[cathode]], xuất hiện tại thành ống gần cathode, và vùng ánh sáng lân quang đó có thể di chuyển bằng việc ứng dụng từ trường.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Plücker | first = M.
 | date = ngày 1 tháng 12 năm 1858 
 | title = XLVI. Observations on the electrical discharge through rarefied gases
 | url = https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/14786445808642591
 | journal = The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science
 | volume = 16 | issue = 109 | pages = 408–418
 | doi = 10.1080/14786445808642591
 | issn = 1941-5982
}}</ref> Năm 1869, [[Johann Wilhelm Hittorf]], một học trò của Plücker, phát hiện rằng một vật rắn đặt giữa cathode và vùng lân quang tạo ra một vùng tối trên vùng lân quang của ống. Hittorf kết luận rằng có những tia truyền thẳng phát ra từ cathode và vùng lân quang đó được tạo ra bởi các tia chiếu qua thành ống. Năm 1876, nhà vật lý người Đức [[Eugen Goldstein]] chỉ ra rằng các tia này được phát ra theo phương vuông góc với mặt cathode, mặt phân cách giữa các tia phát ra từ cathode và ánh sáng sợi đốt. Goldstein đặt tên cho những tia này là [[tia âm cực]].<ref name="leicester" /><ref name="Whittaker">
{{chú thích sách
 | title = A History of the Theories of Aether and Electricity
 | last = Whittaker | first = E.T.
 | publisher = Nelson
 | year = 1951
 | volume = 1
 | place = London
}}</ref>{{rp|393}} Công cuộc nghiên cứu về tia âm cực kéo dài hàng thập kỷ cả về lý thuyết và thực nghiệm đóng vai trò quan trọng trong quá trình khám phá ra electron của [[J. J. Thomson]].<ref name="arabatzis" />

Trong thập niên 1870, nhà hóa lý người Anh Sir [[William Crookes]] đã phát triển ống tia âm cực đầu tiên với môi trường [[chân không|chân không cao]] bên trong.<ref name="dekosky">
{{Chú thích tạp chí
 | last = DeKosky | first = R.K.
 | year = 1983
 | title = William Crookes and the quest for absolute vacuum in the 1870s
 | journal = Annals of Science
 | volume = 40 | issue = 1 | pages = 1–18
 | doi =10.1080/00033798300200101
}}</ref> Sau đó ông chứng tỏ rằng các tia phát quang xuất hiện bên trong ống có mang năng lượng và chuyển động từ phía cathode sang [[anode]]. Hơn nữa, khi đặt vào một từ trường, ông đã làm lệch đường đi của chùm tia, do đó chứng tỏ thêm chùm tia hành xử như nó chứa điện tích âm.<ref name="leicester">
{{chú thích sách
 | last = Leicester | first = H.M.
 | year = 1971
 | title = The Historical Background of Chemistry
 | url = https://books.google.com/?id=aJZVQnqcwv4C&pg=PA221
 | pages = 221–222
 | publisher = Courier Dover
 | isbn = 978-0-486-61053-5
}}</ref> Năm 1879, ông đề xuất rằng những tính chất này có thể được giải thích bằng cách coi rằng các tia âm cực bao gồm các [[phân tử]] khí mang điện tích âm trong trạng thái thứ tư của vật chất mà trong đó quãng đường tự do của các phân tử lớn đến mức có thể bỏ qua va chạm.<ref name="Whittaker" />{{rp|394–395}}

Nhà vật lý người Anh sinh ở Đức [[Arthur Schuster]] tiến hành mở rộng các thí nghiệm của Crookes khi đặt những tấm kim loại song song với chùm tia cathode và áp dụng vào một [[điện thế]] giữa các tấm này.<ref>{{Chú thích tạp chí|last=Schuster|first=Arthur|date=1890|title=The discharge of electricity through gases|journal=Proceedings of the Royal Society of London|volume=47|pages=526–559}}</ref> Điện trường đã làm lệch chùm tia về phía tấm kim loại tích điện dương, chứng cứ đã củng cố thêm cho kết luận chùm tia mang điện tích âm. Bằng cách đo độ lệch của chùm tia tương ứng với từng lần điều chỉnh [[dòng điện]] giữa hai tấm kim loại, năm 1890 Schuster đã ước lượng được [[tỷ số khối lượng−điện tích]]<ref group="gc">Lưu ý rằng các tài liệu trước đây sử dụng tỷ số điện tích−khối lượng thay vì quy ước hiện nay là dùng tỷ số khối lượng−điện tích.</ref> của các thành phần trong chùm tia. Tuy vậy, giá trị ông thu được lớn hơn 1000 lần so với giá trị được dự đoán, do đó ít người đã để ý đến kết quả tính toán của ông vào thời điểm đó.<ref name="leicester" />

Năm 1892, Hendrik Lorentz gợi ý rằng khối lượng của những hạt này (electron) có thể là hệ quả của lượng điện tích mà chúng mang theo.<ref>{{Chú thích web
 | url = https://www.scientificamerican.com/article/happy-birthday-electron/
 | tựa đề = Happy Birthday, Electron
 | họ = Wilczek
 | tên = Frank
 | ngày = 2012-06-01
 | website = [[Scientific American]]
 | url lưu trữ = https://web.archive.org/web/20140515224126/https://www.scientificamerican.com/article/happy-birthday-electron/
 | ngày lưu trữ = 2014-05-15
 | url-status = live
 | ngày truy cập = 2021-07-01
 }}</ref>

[[Tập tin:J.J Thomson.jpg|nhỏ|upright|[[J. J. Thomson]]]]
Khi đang nghiên cứu các khoáng chất [[huỳnh quang]] tự nhiên vào năm 1896, nhà vật lý người Pháp [[Henri Becquerel]] khám phá thấy chúng phát ra các bức xạ mà không cần phải chiếu thêm một nguồn năng lượng từ bên ngoài. Những vật liệu [[phóng xạ]] này trở thành mối quan tâm của nhiều nhà khoa học, bao gồm nhà vật lý người New Zealand [[Ernest Rutherford]], ông đã phát hiện vật liệu phóng xạ có phát ra các hạt. Ông gọi những hạt này là các [[hạt alpha]] và [[hạt beta]], dựa trên khả năng đâm xuyên của chúng qua vật chất.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Trenn | first = T.J.
 | year = 1976
 | title = Rutherford on the Alpha-Beta-Gamma Classification of Radioactive Rays
 | journal = Isis
 | volume = 67 | issue = 1 | pages = 61–75
 | jstor = 231134
 | doi = 10.1086/351545
}}</ref> Năm 1900, Becquerel đã chứng tỏ chùm tia beta phát ra từ hạt nhân [[radium]] có thể bị làm lệch hướng trong một [[điện trường]], và tỷ số khối lượng trên điện tích của chúng bằng với tỷ số này của chùm tia cathode.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Becquerel | first = H.
 | year = 1900
 | title = Déviation du Rayonnement du Radium dans un Champ Électrique
 | journal = Comptes rendus de l'Académie des sciences
 | volume = 130 | pages = 809–815
|language=fr}}</ref> Chứng cứ này đã củng cố thêm quan điểm cho rằng electron tồn tại như là một trong các thành phần của nguyên tử.<ref name="BaW9091">[[#refBaW2001|Buchwald and Warwick (2001:90–91).]]</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Myers | first = W.G.
 | year = 1976
 | title = Becquerel's Discovery of Radioactivity in 1896
 | url = https://jnm.snmjournals.org/content/17/7/579
 | journal = Journal of Nuclear Medicine
 | volume = 17 | issue = 7 | pages = 579–582
 | pmid = 775027
}} [https://jnm.snmjournals.org/content/jnumed/17/7/579.full.pdf Pdf]</ref>

Năm 1897, nhà vật lý người Anh [[J. J. Thomson]], cùng với các đồng nghiệp [[John Sealy Townsend|John S. Townsend]] và [[Harold A. Wilson (nhà vật lý)|H. A. Wilson]], đã thực hiện các thí nghiệm chỉ ra chùm tia cathode thực sự chứa các hạt, hơn là một loại sóng, những hạt nguyên tử hoặc phân tử như nhiều nhà khoa học từng tin như vậy trước đó.<ref name="thomson"/> Thomson đã có kết quả ước lượng khá tốt về điện tích ''e'' và khối lượng ''m'' của hạt tia cathode, mà ông gọi là "corpuscles", nó có khối lượng bằng một phần nghìn khối lượng của ion nhẹ nhất: [[ion hydro]].<ref name="thomson"/> Ông cũng đã chứng minh tỷ số điện tích−khối lượng, ''e''/''m'', có giá trị độc lập với vật liệu của bản cực cathode. Ông tiếp tục chứng tỏ thêm các vật liệu phóng xa, vật liệu nung nóng và vật liệu bị chiếu xạ có phát ra các hạt mang điện tích âm.<ref name="thomson"/><ref>{{chú thích web
 |last         = Thomson
 |first        = J.J.
 |year         = 1906
 |title        = Nobel Lecture: Carriers of Negative Electricity
 |url          = http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1906/thomson-lecture.pdf
 |publisher    = The Nobel Foundation
 |access-date  = ngày 25 tháng 8 năm 2008 
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20081010100408/http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1906/thomson-lecture.pdf
 |archive-date = ngày 10 tháng 10 năm 2008 
 |url-status   = dead
 |df           =
}}</ref> Tên gọi electron về sau được cộng đồng khoa học chấp nhận sử dụng rộng rãi, chủ yếu do đề xuất của [[George Francis FitzGerald|G. F. FitzGerald]], [[J. Larmor]] và [[Hendrik Lorentz|H. A. Lorentz]].<ref name="O'Hara1975">
{{Chú thích tạp chí
 | last = O'Hara | first = J. G.
 | date = March 1975
 | title = George Johnstone Stoney, F.R.S., and the Concept of the Electron
 | journal = Notes and Records of the Royal Society of London
 | publisher = Royal Society
 | volume = 29 | issue = 2 | pages = 265–276
 | doi = 10.1098/rsnr.1975.0018
 | jstor = 531468
 | s2cid = 145353314
}}</ref>{{rp|273}}

[[Tập tin:Millikan.jpg|nhỏ|upright|[[Robert Andrews Millikan|Robert Millikan]]]]

Điện tích của electron đã được đo một cách chính xác hơn bởi các nhà vật lý Mỹ [[Robert Andrews Millikan|Robert Millikan]] và [[Harvey Fletcher]] trong [[Thí nghiệm giọt dầu Millikan|thí nghiệm giọt dầu]] vào năm 1909, và kết quả được công bố vào 1911. Thí nghiệm sử dụng một điện trường để hãm các giọt dầu mang điện tích rơi trong không khí dưới ảnh hưởng của [[lực hấp dẫn]]. Thiết bị của họ có thể đo điện tích của 1–150 ion với sai số là 0,3%. Trước đó nhóm của Thomson cũng thực hiện thí nghiệm tương tự,<ref name="thomson"/> sử dụng đám mây chứa các giọt nước tích điện tạo ra bởi sự điện phân,và thí nghiệm thực hiện bởi [[Abram Ioffe]] năm 1911, ông đã thu được kết quả tương tự một cách độc lập với nhóm Millikan khi sử dụng các vi hạt kim loại tích điện, và kết quả được công bố vào năm 1913.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Kikoin | first = I.K.
 | last2 = Sominskiĭ | first2 = I.S.
 | year = 1961
 | title = Abram Fedorovich Ioffe (on his eightieth birthday)
 | journal = Uspekhi Fizicheskikh Nauk
 | volume = 3 | pages = 798–809
 | doi = 10.1070/PU1961v003n05ABEH005812
|bibcode = 1961SvPhU...3..798K
 | issue = 5 }} Bản gốc tiếng Nga: {{Chú thích tạp chí
 | last = Кикоин | first = И.К.
 | last2 = Соминский | first2 = М.С.
 | year = 1960
 | title = Академик А.Ф. Иоффе
 | url = https://ufn.ru/ru/articles/1960/10/e/
 | journal = Uspekhi Fizicheskikh Nauk
 | volume = 72 | issue = 10 | pages = 303–321
| doi = 10.3367/UFNr.0072.196010e.0307
 }}</ref> Tuy nhiên, các giọt dầu có tính ổn định hơn giọt nước bởi vì chúng có tốc độ bốc hơi chậm hơn, và do đó phù hợp hơn với thí nghiệm chính xác đòi hỏi thực hiện trong thời gian dài hơn.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Millikan | first = R.A.
 | year = 1911
 | title = The Isolation of an Ion, a Precision Measurement of its Charge, and the Correction of Stokes' Law
 | journal = [[Physical Review]]
 | volume = 32 | issue = 2 | pages = 349–397
 | doi = 10.1103/PhysRevSeriesI.32.349
|bibcode = 1911PhRvI..32..349M }}</ref>

Vào thời điểm bắt đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học phát hiện rằng dưới những điều kiện nhất định một hạt tích điện chuyển động nhanh trong buồng bọt có thể gây ra sự ngưng tụ của hơi nước siêu bão hòa trên quỹ đạo chuyển động của hạt. Năm 1911, [[Charles Thomson Rees Wilson|Charles Wilson]] đã áp dụng nguyên lý này cho thiết bị [[buồng mây]] của mình, cho phép ông có thể chụp ảnh được quỹ đạo của các hạt tích điện, ví dụ như các electron chuyển động nhanh.<ref>{{Chú thích tạp chí
 | last = Das Gupta | first = N.N.
 | last2 = Ghosh | first2 = S.K.
 | year = 1999
 | title = A Report on the Wilson Cloud Chamber and Its Applications in Physics
 | journal = [[Reviews of Modern Physics]]
 | volume = 18 | pages = 225–290
 | doi = 10.1103/RevModPhys.18.225
| bibcode=1946RvMP...18..225G
 | issue = 2
}}</ref>

===Lý thuyết nguyên tử===
{{Xem thêm|Thuyết nguyên tử#Lịch sử|Neutron}}
[[Tập tin:Bohr atom model English.svg|lang=vi|phải|nhỏ|alt=Three concentric circles about a nucleus, with an electron moving from the second to the first circle and releasing a photon|[[Mô hình Bohr|Mô hình nguyên tử Bohr]], cho thấy các trạng thái của electron với mức năng lượng bị [[số lượng tử|lượng tử hóa]] ứng với số n. Một electron chuyển xuống mức thấp hơn phát ra một photon có năng lượng bằng hiệu số của hai mức năng lượng mà electron chiếm chỗ.]]

Cho đến năm 1914, các thí nghiệm thực hiện bởi [[Ernest Rutherford]], [[Henry Moseley]], [[James Franck]] và [[Gustav Ludwig Hertz|Gustav Hertz]] hầu như đã khẳng định được cấu trúc nguyên tử bao gồm một [[hạt nhân nguyên tử|hạt nhân]] cô đặc mang điện dương bao xung quanh bởi các electron có khối lượng rất nhỏ.<ref name="smirnov"/> Năm 1913, nhà vật lý người Đan Mạch [[Niels Bohr]] giả thuyết các electron nằm trong các trạng thái có mức năng lượng bị lượng tử hóa, mức năng lượng của chúng được xác định bởi mômen động lượng của quỹ đạo electron quanh hạt nhân. Các electron có thể chuyển động trên những quỹ đạo này, bằng cách phát ra hay hấp thụ photon với tần số xác định. Với cơ sở là những quỹ đạo bị lượng tử hóa này, Bohr có thể giải thích một cách chính xác các [[vạch quang phổ]] của nguyên tử hydro.<ref>
{{chú thích web
 | last = Bohr | first = N.
 | year = 1922
 | title = Nobel Lecture: The Structure of the Atom
 | url = http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-lecture.pdf
 | publisher = [[Quỹ Nobel|The Nobel Foundation]]
 | access-date = ngày 3 tháng 12 năm 2008}}</ref> Tuy nhiên, mô hình của Bohr chưa thể giải thích được cường độ tương đối của các vạch này cũng như mô hình chưa thể giải thích quang phổ của những nguyên tử phức tạp hơn.<ref name="smirnov">
{{chú thích sách
 | last = Smirnov | first = B.M.
 | year = 2003
 | title = Physics of Atoms and Ions
 | url = https://books.google.com/?id=I1O8WYOcUscC&pg=PA14
 | pages = 14–21
 | publisher = [[Springer Science+Business Media|Springer]]
 | isbn = 978-0-387-95550-6
}}</ref>

Liên kết hóa học giữa các nguyên tử được [[Gilbert N. Lewis|Gilbert Newton Lewis]] giải thích, khi vào năm 1916 ông đề xuất rằng [[liên kết cộng hóa trị]] giữa hai nguyên tử được duy trì bởi cặp electron chia sẻ giữa chúng.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Lewis | first = G.N.
 | year = 1916
 | title = The Atom and the Molecule
 | journal = [[Journal of the American Chemical Society]]
 | volume = 38 | issue = 4 | pages = 762–786
 | doi = 10.1021/ja02261a002
}}</ref> Sau đó, vào năm 1927, [[Walter Heitler]] và [[Fritz London]] đưa ra lý thuyết giải thích đầy đủ cho sự hình thành cặp electron và liên kết hóa học trong khuôn khổ của [[cơ học lượng tử]].<ref name=Arabatzis>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Arabatzis | first = T.
 | last2 = Gavroglu | first2 = K.
 | year = 1997
 | title = The chemists' electron
 | journal = [[European Journal of Physics]]
 | volume = 18 | pages = 150–163
 | doi = 10.1088/0143-0807/18/3/005
|bibcode = 1997EJPh...18..150A
 | issue = 3 }}</ref> Năm 1919, nhà hóa học người Mỹ [[Irving Langmuir]] đưa ra mô hình tĩnh về nguyên tử và gợi ý rằng mọi electron được phân bố tuần tự theo "những vỏ (gần) hình cầu  đồng tâm, tất cả đều có độ dày bằng nhau".<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Langmuir | first = I.
 | year = 1919
 | title = The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules
 | journal = Journal of the American Chemical Society
 | volume = 41 | issue = 6 | pages = 868–934
 | doi = 10.1021/ja02227a002
}}</ref> Tiếp đó, ông chia những vỏ này ra thành một số ô, mà mỗi ô chứa một cặp electron. Với mô hình này, Langmuir có thể giải thích một cách định tính các [[tính chất hóa học]] của các nguyên tố trong [[bảng tuần hoàn]],<ref name=Arabatzis/> mà nhiều tính chất được lặp lại tuân theo định luật tuần hoàn trong bảng.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Scerri | first = E.R.
 | year = 2007
 | title = The Periodic Table
 | url = https://books.google.com/?id=SNRdGWCGt1UC&pg=PA205
 | pages = 205–226
 | publisher = Oxford University Press
 | isbn = 978-0-19-530573-9
}}</ref>

Năm 1924, nhà vật lý người Áo [[Wolfgang Pauli]] nhận xét thấy cấu trúc tựa vỏ của nguyên tử có thể được giải thích bằng một tập hợp chứa bốn tham số xác định lên mỗi trạng thái năng lượng lượng tử, và mỗi trạng thái này không thể chiếm bởi nhiều hơn một electron. Việc không có nhiều hơn một electron chiếm chỗ ở cùng một trạng thái năng lượng lượng tử  được phát biểu trong [[nguyên lý loại trừ Pauli]].<ref>
{{chú thích sách
 | last = Massimi | first = M.
 | year = 2005
 | title = Pauli's Exclusion Principle, The Origin and Validation of a Scientific Principle
 | url = https://books.google.com/?id=YS91Gsbd13cC&pg=PA7
 | pages = 7–8
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-83911-2
}}</ref> Cơ chế vật lý để giải thích cho tham số thứ tư, mà nó có hai giá trị phân biệt, được các nhà vật lý người Hà Lan [[Samuel Goudsmit]] và [[George Uhlenbeck]] đề xuất. Năm 1925, họ cho rằng một electron, cùng với mômen động lượng của quỹ đạo, còn sở hữu thêm mômen góc động lượng nội tại và [[mômen lưỡng cực từ]].<ref name="smirnov"/><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Uhlenbeck | first = G.E.
 | last2 = Goudsmith | first2 = S.
 | year = 1925
 | title = Ersetzung der Hypothese vom unmechanischen Zwang durch eine Forderung bezüglich des inneren Verhaltens jedes einzelnen Elektrons
 | journal = [[Naturwissenschaften|Die Naturwissenschaften]]
 | volume = 13 | issue = 47
 | bibcode = 1925NW.....13..953E
|doi = 10.1007/BF01558878
 | pages = 953–954 |language=de}}</ref> Điều này tương tự như sự tự quay của Trái Đất cũng như nó quay trên quỹ đạo quanh Mặt Trời. Mômen góc động lượng nội tại này được gọi là [[spin]], và đưa ra cách giải thích cho sự tách vạch bí ẩn như được quan sát thấy ở các vạch quang phổ bằng [[phổ kế]] có độ phân giải cao; hiện tượng này được biết đến như là sự tách [[cấu trúc tinh tế]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Pauli | first = W.
 | year = 1923
 | title = Über die Gesetzmäßigkeiten des anomalen Zeemaneffektes
 | journal = [[European Physical Journal|Zeitschrift für Physik]]
 | volume = 16 | issue = 1 | pages = 155–164
 | bibcode = 1923ZPhy...16..155P
 | doi = 10.1007/BF01327386
|language=de}}</ref>

===Cơ học lượng tử===
{{Xem thêm|Cơ học lượng tử#Lịch sử}}
Trong luận án ''{{lang|fr|Recherches sur la théorie des quanta}}'' (Nghiên cứu về lý thuyết lượng tử) viết năm 1924, nhà vật lý người Pháp [[Louis de Broglie]] giả thuyết rằng mọi vật chất có thể được biểu diễn bằng [[sóng vật chất|sóng de Broglie]] tương tự như sóng [[ánh sáng]].<ref name="de_broglie">
{{chú thích web
 | last = de Broglie | first = L.
 | year = 1929
 | title = Nobel Lecture: The Wave Nature of the Electron
 | url = http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1929/broglie-lecture.pdf
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 30 tháng 8 năm 2008}}</ref> Điều đó có nghĩa là dưới những điều kiện phù hợp, các electron và những hạt vật chất khác sẽ thể hiện những tính chất của sóng hoặc của hạt. Lý thuyết hạt ánh sáng được chứng tỏ khi nó thể hiện có vị trí định xứ trong không gian dọc theo quỹ đạo chùm sáng ở bất kỳ thời điểm nào.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Falkenburg | first = B.
 | year = 2007
 | title = Particle Metaphysics: A Critical Account of Subatomic Reality
 | url = https://books.google.com/?id=EbOz5I9RNrYC&pg=PA85
 | page = 85
 | publisher = Springer Science+Business Media
 | isbn = 978-3-540-33731-7
}}</ref> Bản chất sóng ánh sáng được hiện, ví dụ, khi một chùm sáng chiếu qua những khe hẹp song song nó sẽ tạo thành những vân [[giao thoa]]. Năm 1927 [[George Paget Thomson]] khám phá ra hiệu ứng giao thoa xuất hiện khi cho một chùm electron truyền qua những lá kim loại mỏng và kiểu thí nghiệm tương tự được các nhà vật lý người Mỹ [[Clinton Davisson]] và [[Lester Germer]] thực hiện khi cho chùm electron phản xạ từ tinh thể [[nikel]] và quan sát thấy hiệu ứng giao thoa.<ref>
{{chú thích web
 | last = Davisson | first = C.
 | year = 1937
 | title = Nobel Lecture: The Discovery of Electron Waves
 | url = http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1937/davisson-lecture.pdf
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 30 tháng 8 năm 2008}}</ref> Các hiệu ứng này còn được gọi là hiện tượng [[nhiễu xạ electron]].

[[Tập tin:Orbital s1.png|phải|nhỏ|alt=A symmetrical blue cloud that decreases in intensity from the center outward|Trong cơ học lượng tử, hành xử của một electron trong một nguyên tử được miêu tả bằng [[orbital nguyên tử|orbital]], miền được miêu tả bằng phân bố xác suất tìm thấy electron hơn là một quỹ đạo. Trong hình, vùng tối màu chỉ ra xác suất tương ứng sẽ ''tìm thấy'' electron, có năng lượng tương ứng với các [[số lượng tử]], tại điểm đó.]]
Dự đoán của de Broglie về bản chất sóng của electron đưa [[Erwin Schrödinger]] thiết lập lên phương trình sóng miêu tả electron chuyển động dưới ảnh hưởng của hạt nhân trong nguyên tử. Năm 1926, với phương trình của mình, [[phương trình Schrödinger]], ông đã miêu tả thành công sóng electron trong hệ nguyên tử.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Schrödinger | first = E.
 | year = 1926
 | title = Quantisierung als Eigenwertproblem
 | journal = [[Annalen der Physik]]
 | volume = 385 | issue = 13 | pages = 437–490
 | bibcode = 1926AnP...385..437S
 | doi = 10.1002/andp.19263851302
|language=de}}</ref> Hơn là chỉ việc tìm ra nghiệm xác định vị trí của một electron theo thời gian, phương trình sóng này cũng được áp dụng để dự đoán xác suất tìm thấy electron quanh vị trí cụ thể, đặc biệt vị trí gần nơi electron bị chặn trong không gian, mà tại đây phương trình sóng electron không thay đổi theo thời gian. Cách tiếp cận này đã đem đến một lý thuyết miêu tả [[cơ học lượng tử]] thứ hai (lý thuyết đầu tiên miêu tả bằng cơ học ma trận do Heisenberg phát triển năm 1925), và nghiệm của phương trình Schrödinger, giống như của Heisenberg, cho phép dẫn ra các trạng thái năng lượng của một electron trong nguyên tử hydro mà tương đương với các kết quả thu được bởi Bohr vào năm 1913, và miêu tả chính xác quang phổ nguyên tử hydro.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Rigden | first = J.S.
 | year = 2003
 | title = Hydrogen
 | url = https://books.google.com/?id=FhFxn_lUvz0C&pg=PT66
 | publisher = Harvard University Press
 | pages = 59–86
 | isbn = 978-0-674-01252-3
}}</ref> Khi kể đến spin và tương tác giữa nhiều electron, cơ học lượng tử đưa ra những dự đoán chính xác về cấu hình electron trong những hệ nguyên tử phức tạp hơn hydro.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Reed | first = B.C.
 | year = 2007
 | title = Quantum Mechanics
 | url = https://books.google.com/?id=4sluccbpwjsC&pg=PA275
 | pages = 275–350
 | publisher = Jones & Bartlett Publishers
 | isbn = 978-0-7637-4451-9
}}</ref>

Năm 1928, dựa trên các nghiên cứu của Wolfgang Pauli, [[Paul Dirac]] thiết lập nên một mô hình về electron&nbsp;– [[phương trình Dirac]], nhất quán với [[nguyên lý tương đối|thuyết tương đối hẹp]], bằng cách áp dụng các điều kiện đối xứng và tương đối tính trong hình thức luận [[Hamiltonian (cơ học lượng tử)|hamiltonian]] của cơ học lượng tử cho trường điện từ.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Dirac | first = P.A.M.
 | year = 1928
 | title = The Quantum Theory of the Electron
 | journal = [[Proceedings of the Royal Society#Proceedings of the Royal Society A|Proceedings of the Royal Society A]]
 | volume = 117 | issue = 778 | pages = 610–624
 | doi = 10.1098/rspa.1928.0023
| bibcode = 1928RSPSA.117..610D 
| url = https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rspa.1928.0023
}}</ref> Để có thể giải một số vấn đề trong phương trình tương đối tính của mình, năm 1930 Dirac nêu ra một mô hình chân không như là một biển chứa vô hạn các hạt có năng lượng âm, sau này gọi là [[biển Dirac]]. Mô hình này đã đưa ông đi đến dự đoán tồn tại positron, một hạt [[phản vật chất]] của electron.<ref>
{{chú thích web
 | last = Dirac | first = P.A.M.
 | year = 1933
 | title = Nobel Lecture: Theory of Electrons and Positrons
 | url = http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1933/dirac-lecture.pdf
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 1 tháng 11 năm 2008}}</ref> Hạt này sau đó được phát hiện vào năm 1932 bởi [[Carl David Anderson|Carl Anderson]], và ông đề xuất gọi các electron thường gặp là ''negatron'' và sử dụng thuật ngữ ''electron'' nhằm miêu tả những biến thể mang điện tích dương hoặc âm.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Anderson | first = Carl D. | author-link = Carl David Anderson
 | year = 1933
 | title = The Positive Electron
 | journal = [[Physical Review]]
 | volume = 43 | issue = 6 | pages = 491–494
 | bibcode = 1933PhRv...43..491A
 | doi = 10.1103/PhysRev.43.491
 | doi-access = free
}}</ref>

Năm 1947 [[Willis Lamb]], khi đang thực hiện nghiên cứu cùng với sinh viên [[Robert Retherford]], đã tìm thấy có những trạng thái lượng tử riêng biệt của hydro, đáng ra phải có cùng mức năng lượng, lại được dịch chuyển tương đối với nhau; sự sai lệch này sau đó được gọi là [[dịch chuyển Lamb]]. Trong cùng thời gian, [[Polykarp Kusch]], cùng với [[Henry M. Foley]], đã khám phá bằng thí nghiệm mômen từ của electron có giá trị hơi lớn hơn so với dự đoán của lý thuyết Dirac. Giá trị chênh lệch nhỏ này sau đó được gọi là [[mômen lưỡng cực từ dị thường]] của electron. Sự chênh lệch này sau đó được giải thích trong lý thuyết [[điện động lực học lượng tử]], phát triển bởi các nhà vật lý [[Sin-Itiro Tomonaga]], [[Julian Schwinger]] và
[[Richard Feynman]] vào cuối thập niên 1940.<ref>
{{chú thích web
 | title = The Nobel Prize in Physics 1965
 | url = https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1965/summary/
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 4 tháng 11 năm 2008}}</ref>

===Máy gia tốc hạt===
Với sự phát triển của các loại [[máy gia tốc hạt]] trong nửa đầu thế kỷ 20, các nhà vật lý bắt đầu tìm hiểu sâu hơn vào các tính chất của các [[hạt hạ nguyên tử]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Panofsky | first = W.K.H.
 | year = 1997
 | title = The Evolution of Particle Accelerators & Colliders
 | url = http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/27/1/27-1-panofsky.pdf
 | journal = Beam Line
 | volume = 27 |issue=1 | pages = 36–44
 | access-date = ngày 15 tháng 9 năm 2008}}</ref> Thành công đầu tiên trong nỗ lực gia tốc electron sử dụng [[hiện tượng cảm ứng điện từ|cảm ứng điện từ]] được thực hiện vào năm 1942 bởi [[Donald William Kerst|Donald Kerst]]. Máy [[betatron]] ban đầu của ông đạt đến mức năng lượng 2,3&nbsp;MeV, và những máy betatron về sau đạt đến mức 300&nbsp;MeV. Năm 1947, [[bức xạ đồng bộ]] (synchrotron radiation) được phát hiện tại máy gia tốc synchrotron, đưa electron đạt mức năng lượng 70&nbsp;MeV, tại cơ sở nghiên cứu của [[General Electric]]. Bức xạ này là do các electron chuyển động gia tốc đi qua một từ trường ở vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Elder | first = F.R.
 | year = 1947
 | title = Radiation from Electrons in a Synchrotron
 | journal = Physical Review
 | volume = 71 | issue = 11 | pages = 829–830
 | doi = 10.1103/PhysRev.71.829.5
|bibcode = 1947PhRv...71..829E |display-authors=etal}}</ref>

Máy gia tốc va chạm hạt ADONE là máy đầu tiên đạt mức năng lượng của chùm tia cỡ 1,5&nbsp;GeV, bắt đầu hoạt động vào năm 1968.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Hoddeson | first = L.
 | year = 1997
 | title = The Rise of the Standard Model: Particle Physics in the 1960s and 1970s
 | url = https://books.google.com/?id=klLUs2XUmOkC&pg=PA25
 | pages = 25–26
 | publisher = [[Cambridge University Press]]
 | isbn = 978-0-521-57816-5
|display-authors=etal}}</ref> Trong thiết bị này, các hạt electron và positron được gia tốc theo hai hướng ngược chiều nhau, như vậy gần như làm tăng gấp đôi năng lượng va chạm so với máy gia tốc chùm tia electron bắn vào một bia cố định.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Bernardini | first = C.
 | year = 2004
 | title = AdA: The First Electron–Positron Collider
 | journal = Physics in Perspective
 | volume = 6 | issue = 2 | pages = 156–183
 | bibcode = 2004PhP.....6..156B
 | doi = 10.1007/s00016-003-0202-y
}}</ref> [[Máy va chạm lớn Electron–Positron]] (Large Electron–Positron Collider; LEP) ở [[CERN]], hoạt động từ 1989 đến 2000, đạt tới mức năng lượng va chạm 209&nbsp;GeV và có những đo lường quan trọng cho [[Mô hình Chuẩn]] của vật lý hạt.<ref>
{{chú thích web
 | year = 2008
 | title = Testing the Standard Model: The LEP experiments
 | url = https://home.cern/science/accelerators/large-electron-positron-collider
 | publisher = [[CERN]]
 | access-date = ngày 15 tháng 9 năm 2008}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | year = 2000
 | title = LEP reaps a final harvest
 | url = https://cerncourier.com/a/lep-reaps-a-final-harvest/
 | journal = [[CERN Courier]]
 | volume = 40 | issue = 10
}}</ref>

===Giam giữ từng electron===
Hiện nay từng electron đơn lẻ có thể dễ dàng bị giam hãm trong những [[transistor]] [[CMOS]] siêu nhỏ ({{nowrap|1=''L'' = 20 nm}}, {{nowrap|1=''W'' = 20 nm}}) hoạt động ở ngưỡng nhiệt độ lạnh sâu từ −269&nbsp;°C (4&nbsp;[[kelvin|K]]) cho đến khoảng −258&nbsp;°C (15&nbsp;[[kelvin|K]]).<ref>{{Chú thích tạp chí
 | last1 = Prati | first1 = E.
 | last2 = De Michielis | first2 = M.
 | last3 = Belli | first3 = M.
 | last4 = Cocco | first4 = S.
 | last5 = Fanciulli | first5 = M.
 | last6 = Kotekar-Patil | first6 = D.
 | last7 = Ruoff | first7 = M.
 | last8 = Kern | first8 = D.P.
 | last9 = Wharam | first9 = D.A.
 | last10 = Verduijn | first10 = J.
 | last11 = Tettamanzi | first11 = G.C.
 | last12 = Rogge | first12 = S.
 | last13 = Roche | first13 = B.
 | last14 = Wacquez | first14 = R.
 | last15 = Jehl | first15 = X.
 | last16 = Vinet | first16 = M.
 | last17 = Sanquer | first17 = M.
 | title = Few electron limit of n-type metal oxide semiconductor single electron transistors
 | journal = Nanotechnology
 | volume = 23 | issue = 21 | pages = 215204
 | year = 2012
 | doi = 10.1088/0957-4484/23/21/215204
 | pmid =  22552118 |arxiv = 1203.4811
 |bibcode = 2012Nanot..23u5204P | citeseerx = 10.1.1.756.4383 | s2cid = 206063658
}}</ref> [[Hàm sóng]] electron lan truyền trong một dàn chất bán dẫn và khi bỏ qua tương tác của nó với các electron trong dải hóa trị, thì có thể coi như là hàm của electron đơn lẻ, bằng cách thay thế khối lượng của nó bằng [[tenxơ]] [[khối lượng hiệu dụng]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Rahman | first = Anisur
 | last2 = Lundstrom | first2 = Mark S.
 | last3 = Ghosh | first3 = Avik W.
 | year = 2005
 | title = Generalized effective-mass approach for n-type metal-oxide-semiconductor field-effect transistors on arbitrarily oriented wafers
 | url = https://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0403/0403709.pdf
 | journal = Journal of Applied Physics
 | volume = 97 | pages = 053702
 | arxiv = cond-mat/0403709
 | doi = 10.1063/1.1845586
}}</ref>

==Các đặc tính==

===Phân loại===
[[Tập tin:Mô_hình_Chuẩn_của_hạt_cơ_bản.svg|nhỏ|phải|upright=1.25|alt=A table with four rows and four columns, with each cell containing a particle identifier|Mô hình Chuẩn của hạt cơ bản. Electron (ký hiệu e) nằm ở bên trái.]]
Trong [[Mô hình Chuẩn]] của vật lý hạt, electron thuộc về nhóm các hạt hạ nguyên tử gọi là [[lepton]], mà được cho là những [[hạt cơ bản]]. Electron có khối lượng nhỏ nhất trong nhóm lepton (cũng như trong nhóm các hạt mang điện) và thuộc về [[thế hệ (vật lý hạt)|thế hệ thứ nhất]] của hạt cơ bản.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Frampton | first = P.H.
 | year = 2000
 | title = Quarks and Leptons Beyond the Third Generation
 | journal = [[Physics Reports]]
 | volume = 330 | pages = 263–348
 | doi = 10.1016/S0370-1573(99)00095-2
|arxiv = hep-ph/9903387 |bibcode = 2000PhR...330..263F
 | last2 = Hung
 | first2 = P.Q.
 | last3 = Sher
 | first3 = Marc
 | issue = 5–6 }}</ref> Thế hệ thứ hai và thứ ba bao gồm các lepton mang điện, hạt [[muon]] và [[tau (hạt)|tau]], chúng có giá trị điện tích, spin và tham gia tương tác giống với của electron, nhưng có khối lượng lớn hơn. Lepton khác so với những thành phần cơ bản khác của vật chất, hạt [[quark]], khi lepton không tham gia vào [[tương tác mạnh]]. Tất cả các thành viên trong nhóm lepton đều là fermion, bởi vì chúng đều có spin bán nguyên; electron có spin {{sfrac|1|2}}.<ref name="raith">
{{chú thích sách
 | last = Raith | first = W.
 | last2 = Mulvey | first2 = T.
 | year = 2001
 | title = Constituents of Matter: Atoms, Molecules, Nuclei and Particles
 | pages = 777–781
 | publisher = [[CRC Press]]
 | isbn = 978-0-8493-1202-1
}}</ref>

===Các tính chất cơ bản===
Khối lượng bất biến (khối lượng nghỉ) của electron xấp xỉ bằng {{Gaps|9,109|u=× 10<sup>−31</sup>}}&nbsp;kilogram,<ref name="CODATA"/> hay {{Gaps|5,489|u=× 10<sup>−4</sup>}}&nbsp;[[đơn vị khối lượng nguyên tử]]. Trên cơ sở của nguyên lý [[sự tương đương khối lượng-năng lượng|sự tương đương khối lượng−năng lượng]] của [[Albert Einstein|Einstein]], khối lượng này tương ứng với mức năng lượng nghỉ 0,511&nbsp;MeV. Tỷ số giữa khối lượng của một proton so với của electron bằng khoảng 1836.<ref name=nist_codata_mu>
{{chú thích web
 | title = CODATA value: proton-electron mass ratio
 | url = http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mpsme
 | work = 2006 CODATA recommended values
 | publisher = [[Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật quốc gia (Hoa Kỳ)|National Institute of Standards and Technology]]
 | access-date = ngày 18 tháng 7 năm 2009}}</ref><ref>
{{chú thích sách
 | last = Zombeck | first = M.V.
 | year = 2007
 | title = Handbook of Space Astronomy and Astrophysics
 | url = https://books.google.com/?id=tp_G85jm6IAC&pg=PA14
 | edition = 3rd | page = 14
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-78242-5
}}</ref> Các đo đạc thiên văn cho thấy tỷ số khối lượng proton trên khối lượng electron vẫn giữ nguyên không đổi, như được dự đoán bởi Mô hình Chuẩn, trong thời gian ít nhất bằng một nửa [[tuổi của vũ trụ]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Murphy | first = M.T.
 | year = 2008
 | title = Strong Limit on a Variable Proton-to-Electron Mass Ratio from Molecules in the Distant Universe
 | url = http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/320/5883/1611
 | journal = [[Science (tạp chí)|Science]]
 | volume = 320 | issue = 5883 | pages = 1611–1613
 | doi = 10.1126/science.1156352
 | pmid = 18566280
|bibcode = 2008Sci...320.1611M |arxiv = 0806.3081 |display-authors=etal}}</ref>

Electron có điện tích bằng {{Gaps|−1,602|176|634|u=× 10<sup>−19</sup>}} [[coulomb]],<ref name="CODATA">Xem tài liệu gốc về CODATA tại {{Chú thích tạp chí
 | last = Mohr | first = P.J.
 | last2 = Taylor | first2 = B.N.
 | last3 = Newell | first3 = D.B.
 | year = 2008
 | title = CODATA recommended values of the fundamental physical constants
 | journal = [[Reviews of Modern Physics]]
 | volume = 80 | issue = 2 | pages = 633–730
 | arxiv = 0801.0028 
 | bibcode = 2008RvMP...80..633M
 | doi = 10.1103/RevModPhys.80.633
}}

: Danh sách hằng số vật lý từ CODATA có tại: {{chú thích web
 | url = https://www.nist.gov/pml/fundamental-physical-constants
 | title = The NIST Reference on Constants, Units and Uncertainty
 | publisher = National Institute of Standards and Technology
 | access-date = ngày 15 tháng 1 năm 2009
}}</ref> một giá trị đã được sử dụng làm đơn vị điện tích chuẩn cho các hạt hạ nguyên tử, và cũng được gọi là [[điện tích cơ bản]].<ref name=SI-statement>
{{chú thích web
 |url = https://www.bipm.org/utils/common/pdf/SI-statement.pdf
 |title = BIPM statement: Information for users about the proposed revision of the SI
 |access-date = ngày 5 tháng 5 năm 2018
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20180121160000/https://www.bipm.org/utils/common/pdf/SI-statement.pdf
 |archive-date = ngày 21 tháng 1 năm 2018
 |url-status=live
 |df = dmy-all
 }}
</ref> Trong khoảng giới hạn sai số thí nghiệm, giá trị điện tích của electron bằng giá trị của proton nhưng mang dấu ngược lại.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Zorn | first = J.C.
 | last2 = Chamberlain | first2 = G.E.
 | last3 = Hughes | first3 = V.W.
 | year = 1963
 | title = Experimental Limits for the Electron-Proton Charge Difference and for the Charge of the Neutron
 | journal = [[Physical Review]]
 | volume = 129 | issue = 6 | pages = 2566–2576
 | doi = 10.1103/PhysRev.129.2566
|bibcode = 1963PhRv..129.2566Z }}</ref> Vì ký hiệu ''e'' được sử dụng cho điện tích cơ bản, electron thường được ký hiệu là {{subatomicParticle|electron}}, với dấu trừ thể hiện cho điện tích âm. Positron được ký hiệu {{subatomicParticle|positron}} bởi vì nó có cùng các tính chất với electron nhưng mang điện tích dương.<ref name="raith"/><ref name="CODATA"/>

Electron có [[mômen động lượng]] nội tại hay spin {{sfrac|1|2}}.<ref name="CODATA"/> Do tính chất này mà electron thường được coi các hạt có [[spin-½|spin-{{sfrac|1|2}}]].<ref name="raith"/> Những hạt như vậy có độ lớn spin bằng {{sfrac|{{radical|3}}|2}}&nbsp;''ħ'',<ref>{{chú thích sách
 | url = https://books.google.com/?id=0tIA1M6DiQIC&pg=PA81
 | title = Atomic and Molecular Spectroscopy
 | last = Gupta | first = M.C.
 | publisher = New Age Publishers
 | year = 2001
 | isbn = 978-81-224-1300-7
 | page = 81
}}</ref><ref group="gc">Độ lớn này có được từ số lượng tử spin với

:<math>\begin{alignat}{2}
 S & = \sqrt{s(s + 1)} \cdot \frac{h}{2\pi} \\
   & = \frac{\sqrt{3}}{2} \hbar \\
\end{alignat}</math>
cho số lượng tử ''s'' = {{sfrac|1|2}}.<br />
Xem: Gupta (2001).</ref> trong khi kết quả đo từ hình chiếu của spin lên một trục bất kỳ chỉ có thể bằng ±{{sfrac|''ħ''|2}}. Ngoài spin, electron còn có [[mômen từ electron|mômen từ]] hướng dọc theo trục spin của nó.<ref name="CODATA" /> Giá trị mômen từ electron xấp xỉ bằng một [[Bohr magneton]],<ref name="Hanneke" />{{refn|Bohr magneton:
:<math>\textstyle\mu_{\mathrm{B}}=\frac{e\hbar}{2m_{\mathrm{e}}}.</math>|group=gc}} là hằng số vật lý bằng {{Gaps|9,274|009|15(23)|u=× 10<sup>−24</sup>}} [[joule]] trên [[tesla]].<ref name="CODATA"/> Hướng của spin so với hướng của mômen động lượng electron xác định lên tính chất của các hạt cơ bản được biết đến là tính xoắn (''helicity'').<ref name="anastopoulos">
{{chú thích sách
 | last = Anastopoulos | first = C.
 | year = 2008
 | title = Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics
 | url = https://books.google.com/?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA261
 | publisher = Princeton University Press
 | pages = 261–262
 | isbn = 978-0-691-13512-0
}}</ref>

Electron không có cấu trúc con đã biết,<ref name="prl50">
{{Chú thích tạp chí
 | last = Eichten | first = E.J.
 | last2 = Peskin | first2 = M.E.
 | last3 = Peskin | first3 = M.
 | year = 1983
 | title = New Tests for Quark and Lepton Substructure
 | journal = Physical Review Letters
 | volume = 50 | pages = 811–814 | issue = 11
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.50.811 | bibcode=1983PhRvL..50..811E
}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Gabrielse | first = G.
 | year = 2006
 | title = New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron ''g'' Value and QED
 | journal = Physical Review Letters
 | volume = 97 | pages = 030802(1–4)
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.97.030802
 | pmid = 16907491
 | bibcode=2006PhRvL..97c0802G
 | issue = 3
|display-authors=etal}}</ref> nên nó thường được coi là một [[hạt điểm]], hay cụ thể là một [[điện tích điểm]] không có không gian trong.<ref name="curtis74" /> Quan sát electron đơn lẻ trong [[bẫy Penning]] gợi ý rằng giới hạn trên của bán kính của nó bằng 10<sup>−22</sup>&nbsp;mét.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Dehmelt | first = H.
 | year = 1988
 | title = A Single Atomic Particle Forever Floating at Rest in Free Space: New Value for Electron Radius
 | journal = Physica Scripta
 | volume = T22 | pages = 102–110
 | doi = 10.1088/0031-8949/1988/T22/016
|bibcode = 1988PhST...22..102D }}</ref> Giá trị giới hạn trên của bán kính electron bằng 10<sup>−18</sup>&nbsp;mét<ref>
{{chú thích web 
 | first = Gerald |last = Gabrielse
 | url = http://gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/overviews/ElectronSubstructure/ElectronSubstructure.html
 | title = Electron Substructure
 | department = Physics
 | publisher = Harvard University 
 | access-date = ngày 21 tháng 6 năm 2016
 | archive-date = ngày 10 tháng 4 năm 2019
 | archive-url = https://web.archive.org/web/20190410164332/http://gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/overviews/ElectronSubstructure/ElectronSubstructure.html
 | url-status = dead 
}}</ref> có thể dẫn ra từ [[nguyên lý bất định]] kết hợp với năng lượng. Ngoài ra, còn có một hằng số vật lý gọi là "[[bán kính electron cổ điển]]", với giá trị là {{Gaps|2,8179|u=× 10<sup>−15</sup> m}}, lớn hơn rất nhiều bán kính của proton. Tuy nhiên, giá trị này được tìm từ những phép tính đơn giản mà bỏ qua các hiệu ứng của cơ học lượng tử; trong thực tế, giá trị bán kính electron cổ điển không có nhiều ý nghĩa khi đề cập đến cấu trúc cơ bản bên trong của electron.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Meschede | first = D.
 | year = 2004
 | title = Optics, light and lasers: The Practical Approach to Modern Aspects of Photonics and Laser Physics
 | url = https://books.google.com/?id=PLISLfBLcmgC&pg=PA168
 | publisher = Wiley-VCH
 | page = 168
 | isbn = 978-3-527-40364-6
}}</ref><ref name="HakenWolfBrewer2005" /><ref group="gc">Bán kính electron cổ điển được rút ra như sau. Giả sử rằng điện tích của electron phân bố đồng đều trên một khối cầu. Vì một phần của khối cầu sẽ đẩy phần khác, do vậy khối cầu chứa thế năng tĩnh điện. Năng lượng này được giả sử là bằng với năng lượng nghỉ của electron, được định nghĩa theo thuyết tương đối hẹp (''E''&nbsp;=&nbsp;''mc''<sup>2</sup>).<br />
Từ lý thuyết [[tĩnh điện học]], [[thế năng]] của một quả cầu với bán kính ''r'' và điện tích ''e'' được cho bởi:

:<math>E_{\mathrm p} = \frac{e^2}{8\pi \varepsilon_0 r},</math>
với ''ε''<sub>0</sub> là [[hằng số điện]] (vacuum permittivity). Đối với một electron có khối lượng nghỉ ''m''<sub>0</sub>, năng lượng nghỉ bằng:

:<math>\textstyle E_{\mathrm p} = m_0 c^2,</math>
trong đó ''c'' là tốc độ ánh sáng trong chân không. Đặt hai vế bằng nhau và tìm giá trị ''r'' thu được bán kính electron cổ điển.<br />
Xem: Haken, Wolf & Brewer (2005).</ref>

Có những hạt cơ bản khác tự động [[Phân rã hạt|phân rã]] thành những hạt khối lượng nhẹ hơn. Ví dụ cho [[muon]], nó có thời gian sống trung bình {{Gaps|2,2|u=× 10<sup>−6</sup>}}&nbsp;giây, và phân rã thành một electron, một [[neutrino]] muon và một [[neutrino|phản neutrino]] electron. Hạt electron, mặt khác, theo lý thuyết được cho là hạt bền: electron là hạt có khối lượng nhỏ nhất với điện tích khác 0, do đó sự phân rã của nó sẽ vi phạm [[định luật bảo toàn điện tích]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Steinberg | first = R.I.
 | year = 1999
 | title = Experimental test of charge conservation and the stability of the electron
 | journal = [[Physical Review D]]
 | volume = 61 | issue = 2 | pages = 2582–2586
 | doi = 10.1103/PhysRevD.12.2582
|bibcode = 1975PhRvD..12.2582S |display-authors=etal}}</ref> Thực nghiệm xác định giới hạn dưới của thời gian sống của electron là {{Gaps|6,6|u=× 10<sup>28</sup>}} năm, ở mức 90% [[khoảng tin cậy|độ tin cậy]].<ref name=bx2015/><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | author = J. Beringer (Particle Data Group)
 | year = 2012
 | title = Review of Particle Physics: [electron properties]
 | journal = Physical Review D
 | volume = 86 | issue = 1 | pages = 010001
 | doi =10.1103/PhysRevD.86.010001|bibcode =  2012PhRvD..86a0001B|url=http://pdg.lbl.gov/2012/listings/rpp2012-list-electron.pdf|display-authors=etal}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last =  Back | first = H.O.
 | year = 2002
 | title = Search for electron decay mode e → γ + ν with prototype of Borexino detector
 | journal = [[Physics Letters B]]
 | volume = 525 | issue = 1–2
 | pages = 29–40
 | doi = 10.1016/S0370-2693(01)01440-X
|bibcode = 2002PhLB..525...29B |display-authors=etal}}</ref>

===Các tính chất lượng tử===
Như mọi hạt khác, các electron có hành xử như những sóng. Đặc điểm này được gọi là [[lưỡng tính sóng–hạt]] và được chứng minh bằng [[thí nghiệm giao thoa hai khe]].

Bản chất sóng của electron cho phép nó đi qua hai khe song song một cách đồng thời, hơn là chỉ một khe ở một thời điểm như đối với trường hợp của hạt. Trong cơ học lượng tử, tính chất sóng của một hạt được miêu tả bằng toán học dưới dạng [[hàm số|hàm]] [[số phức|giá trị phức]], hay [[hàm sóng]], thường được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp psi (''ψ''). Khi tính [[bình phương]] [[giá trị tuyệt đối]] của hàm này, sẽ cho xác suất quan sát được một hạt ở một vị trí cho trước—hay chính là [[hàm mật độ xác suất|mật độ xác suất]].<ref name="munowitz">{{chú thích sách
 | last = Munowitz | first = M.
 | year = 2005
 | title = Knowing, The Nature of Physical Law
 | url = https://books.google.com/?id=IjVtDc85CYwC&pg=PA162
 | publisher = Oxford University Press
 | isbn = 978-0-19-516737-5
}}</ref>{{rp|162–218}}

[[Tập tin:Asymmetricwave2.png|phải|nhỏ|alt=A three dimensional projection of a two dimensional plot. There are symmetric hills along one axis and symmetric valleys along the other, roughly giving a saddle-shape|Ví dụ về một hàm sóng phản xứng của một trạng thái lượng tử của [[hạt trong một hộp|hai ferrmion đồng nhất trong hộp 1 chiều]]. Nếu các hạt đổi chỗ cho nhau, hàm sóng tương ứng sẽ đổi dấu.]]
Electron là những hạt đồng nhất bởi vì không thể phân biệt được chúng dựa trên những tính chất vật lý nội tại của hạt. Trong cơ học lượng tử, điều này có nghĩa là một cặp electron tương tác có thể đổi chỗ cho nhau mà không làm thay đổi trạng thái quan sát được của hệ. Hàm sóng của các fermion, bao gồm electron, là hàm phản xứng, có nghĩa rằng nó thay đổi dấu khi hai electron trao đổi vị trí cho nhau; hay, {{nowrap|''ψ''(''r''<sub>1</sub>, ''r''<sub>2</sub>) {{=}} −''ψ''(''r''<sub>2</sub>, ''r''<sub>1</sub>)}}, với các biến ''r''<sub>1</sub> và ''r''<sub>2</sub> tương ứng với electron thứ nhất và thứ hai. Vì giá trị tuyệt đối không thay đổi khi hai hạt đổi chỗ cho nhau, điều này tương ứng với xác suất của hai sự kiện là bằng nhau. Ngược lại, hạt [[boson]], như photon, lại có hàm sóng đối xứng.<ref name="munowitz"/>{{rp|162–218}}

Trong trường hợp phản xứng, các nghiệm của phương trình sóng cho các electron tương tác sẽ cho [[gần như chắc chắn|xác suất bằng 0]] đối với mỗi cặp chiếm cùng một vị trí hoặc trạng thái. Kết quả này tương ứng với nguyên lý loại trừ Pauli, phát biểu rằng không thể có hai electron chiếm cùng một trạng thái lượng tử. Nguyên lý này giải thích cho nhiều tính chất của các electron hóa học. Ví dụ, nó làm cho nhóm các electron liên kết chiếm những orbital khác nhau trong một nguyên tử, hơn là đan xen lẫn nhau trong cùng một orbital.<ref name="munowitz"/>{{rp|162–218}}

===Hạt ảo===
{{xem thêm|Hạt ảo}}
Trong một bức tranh đơn giản, mỗi photon đôi lúc được coi như là tổ hợp của một hạt electron ảo với phản hạt ảo của nó, positron ảo, mà chúng nhanh chóng hủy lẫn nhau khi vừa mới sinh ra trong một thời gian rất ngắn.<ref>
{{chú thích web
 | last = Kane | first = G.
 | date = ngày 9 tháng 10 năm 2006
 | url = https://www.scientificamerican.com/article/are-virtual-particles-rea/
 | title = Are virtual particles really constantly popping in and out of existence? Or are they merely a mathematical bookkeeping device for quantum mechanics?
 | publisher = Scientific American
 | access-date = ngày 19 tháng 9 năm 2008}}</ref> Sự kết hợp của biến thiên năng lượng cần thiết để sinh ra những hạt này, và khoảng thời gian trong đó chúng tồn tại, phải nằm trong ngưỡng chấp nhận được tuân theo [[nguyên lý bất định|nguyên lý bất định Heisenberg]], Δ''E''&nbsp;·&nbsp;Δ''t''&nbsp;≥&nbsp;''ħ''. Để thỏa mãn nguyên lý này, năng lượng cần thiết để sinh ra những hạt ảo này, Δ''E'', có thể được "mượn" từ [[trạng thái chân không lượng tử|chân không]] trong một khoảng thời gian, Δ''t'', sao cho tích của chúng không được lớn hơn [[hằng số Planck thu gọn]], {{nowrap|''ħ'' ≈ {{gaps|6,6|u=×10<sup>−16</sup> eV·s}}}}. Do vậy, đối với một electron ảo, Δ''t'' lớn nhất bằng {{Gaps|1,3|u=× 10<sup>−21</sup> s}}.<ref name="taylor">
{{chú thích sách
 | last = Taylor | first = J.
 | year = 1989
 | chapter = Gauge Theories in Particle Physics
 | chapter-url = https://books.google.com/?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA464
 | editor = Davies, Paul
 | title = The New Physics
 | page = 464
 | publisher = [[Cambridge University Press]]
 | isbn = 978-0-521-43831-5
}}</ref> (nghĩa là nếu cặp electron ảo−positron ảo mượn năng lượng Δ''E'' từ chân không lượng tử thì phải trả lại năng lượng này cho chân không sau tối đa một khoảng thời gian Δ''t'' sao cho Δ''E''&nbsp;·&nbsp;Δ''t''&nbsp;≤&nbsp;''ħ'')

[[Tập tin:Virtual pairs near electron.png|phải|nhỏ|alt=A sphere with a minus sign at lower left symbolizes the electron, while pairs of spheres with plus and minus signs show the virtual particles|Minh họa các cặp hạt electron–positron ảo xuất hiện ngẫu nhiên gần một electron (phía dưới bên trái)]]
Khi một cặp electron–positron ảo đang tồn tại, lực tĩnh điện Coulomb từ điện trường tức thời xung quanh hạt electron sẽ làm hút hạt positron về phía electron gốc ban đầu, trong khi electron được sinh ra chịu một lực đẩy. Hiệu ứng này chính là sự [[phân cực chân không]]. Về mặt hiệu ứng, chân không hành xử như một môi trường có [[Relative permittivity|dielectric permittivity]] lớn hơn 1 đơn vị. Do vậy điện tích hữu hiệu của một electron thực sự nhỏ hơn giá trị thực của nó, và điện tích giảm dần khi khoảng cách tăng dần tính từ electron.<ref name="genz">
{{chú thích sách
 | last = Genz | first = H.
 | year = 2001
 | title = Nothingness: The Science of Empty Space
 | url = https://archive.org/details/nothingnessscien0000henn | pages = [https://archive.org/details/nothingnessscien0000henn/page/241 241]–243, 245–247
 | publisher = Da Capo Press
 | isbn = 978-0-7382-0610-3
}}</ref><ref>
{{chú thích báo
 | last = Gribbin | first = J.
 | date = ngày 25 tháng 1 năm 1997
 | title = More to electrons than meets the eye
 | work = New Scientist
 | url = https://www.newscientist.com/article/mg15320662-300-science-more-to-electrons-than-meets-the-eye/
 | access-date = ngày 21 tháng 7 năm 2021}}</ref> Sự phân cực này đã được xác nhận bằng thực nghiệm vào năm 1997 tại máy gia tốc hạt [[KEKB (máy gia tốc)|TRISTAN]] ở Nhật Bản.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Levine | first = I.
 | year = 1997
 | title = Measurement of the Electromagnetic Coupling at Large Momentum Transfer
 | journal = Physical Review Letters
 | volume = 78 | pages = 424–427
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.78.424
| bibcode=1997PhRvL..78..424L
 | issue = 3
|display-authors=etal}}</ref> Các hạt ảo cũng tạo ra [[hiệu ứng lá chắn]] đáng kể cho khối lượng của electron.<ref>
{{Chú thích hội thảo
 | last = Murayama | first = H.
 | date = March 10–17, 2006
 | title = Supersymmetry Breaking Made Easy, Viable and Generic
 | work = Proceedings of the XLIInd Rencontres de Moriond on Electroweak Interactions and Unified Theories
 | location = La Thuile, Italy
 | arxiv = 0709.3041
| bibcode = 2007arXiv0709.3041M}}—liệt kê sự khác biệt 9% khối lượng của một electron khi có kích thước cỡ [[độ dài Planck|khoảng cách Planck]].</ref>

Tương tác với các hạt ảo cũng giải thích sự sai lệch nhỏ (khoảng 0,1%) về giá trị của mômen từ nội tại của electron so với magneton Bohr (sai lệch này được gọi là mômen từ dị thường của electron).<ref name=Hanneke>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Odom | first = B.
 | year = 2006
 | title = New Measurement of the Electron Magnetic Moment Using a One-Electron Quantum Cyclotron
 | journal = Physical Review Letters
 | volume = 97 | pages = 030801
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.97.030801
| pmid=16907490
| bibcode=2006PhRvL..97c0801O
 | issue=3
|display-authors=etal}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Schwinger | first = J.
 | year = 1948
 | title = On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron
 | journal = Physical Review
 | volume = 73 | issue = 4 | pages = 416–417
 | doi = 10.1103/PhysRev.73.416
|bibcode = 1948PhRv...73..416S }}</ref> Sự khớp chính xác tuyệt vời giữa giá trị tính toán trên lý thuyết và giá trị đo được bằng thực nghiệm của mômen từ dị thường electron được coi là một trong những thành tựu quan trọng nhất của [[điện động lực học lượng tử]].<ref>
{{chú thích sách
 | last = Huang | first = K.
 | year = 2007
 | title = Fundamental Forces of Nature: The Story of Gauge Fields
 | url = https://books.google.com/?id=q-CIFHpHxfEC&pg=PA123
 | pages = 123–125
 | publisher = [[World Scientific]]
 | isbn = 978-981-270-645-4
}}</ref>

Nghịch lý trong vật lý cổ điển về hạt điểm electron lại có mômen góc spin và mômen từ nội tại có thể được giải quyết bởi sự hình thành của các cặp hạt photon ảo trong điện trường sinh bởi electron. Các photon ảo này (đến lượt lại sinh ra các cặp electron−positron ảo khác) làm cho electron luôn dịch chuyển xung quanh vị trí của nó (còn gọi là [[zitterbewegung]]),<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Foldy | first = L.L.
 | last2 = Wouthuysen | first2 = S.
 | year = 1950
 | title = On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and Its Non-Relativistic Limit
 | journal = [[Physical Review]]
 | volume = 78 | issue = 1
 | pages = 29–36
 | doi = 10.1103/PhysRev.78.29
|bibcode = 1950PhRv...78...29F }}</ref> mà tổng hợp lại thành một chuyển động tròn với hiệu ứng [[tiến động]]. Chuyển động này tạo ra cả spin và mômen từ của electron.<ref name="curtis74"/><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Sidharth | first = B.G.
 | year = 2009
 | title = Revisiting Zitterbewegung
 | journal = International Journal of Theoretical Physics
 | volume = 48  | issue = 2 | pages = 497–506
 | arxiv = 0806.0985
 | bibcode = 2009IJTP...48..497S
 | doi = 10.1007/s10773-008-9825-8
}}</ref> Trong nguyên tử, sự sinh các cặp hạt photon ảo giúp giải thích hiệu ứng [[dịch chuyển Lamb]] như đã quan sát thấy ở các [[vạch quang phổ]].<ref name="genz"/>

===Tương tác===
Electron sinh ra từ trường tạo ra lực hút lên hạt mang điện dương, như proton, và lực đẩy lên hạt mang điện âm. Cường độ của lực này trong điện động lực học cổ điện được xác định bằng [[định luật Coulomb|định luật nghịch đảo bình phương Coulomb]].<ref name=Griffiths1998>{{chú thích sách
 | last = Griffiths | first = David J.
 | title = Introduction to Electrodynamics 
 | edition = 3rd
 | publisher = Prentice Hall
 | year = 1998
 | isbn = 978-0-13-805326-0
}}</ref>{{rp|58–61}} Khi một electron đang trong chuyển động, nó tạo ra một [[từ trường]] bao quanh.<ref name="munowitz" />{{rp|140}} [[định luật Ampère|Định luật Ampère-Maxwell]] cho biết mối liên hệ giữa từ trường và chuyển động của dòng các electron ([[dòng điện]]) tương ứng với người quan sát. Tính chất cảm ứng này cung cấp một từ trường dẫn động làm quay [[động cơ điện]].<ref>
{{chú thích sách
 | last = Crowell | first = B.
 | year = 2000
 | title = Electricity and Magnetism
 | url = https://books.google.com/?id=s9QWZNfnz1oC&pg=PT129
 | pages = 129–152
 | publisher = Light and Matter
 | isbn = 978-0-9704670-4-1
}}</ref> Trường điện từ của một hạt mang điện bất kỳ đang trong chuyển động được miêu tả bằng [[thế Liénard–Wiechert]], thế này đúng cho cả trường hợp hạt chuyển động với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng (hay vận tốc [[thuyết tương đối hẹp|tương đối tính]]).<ref name=Griffiths1998/>{{rp|429–434}}

[[Tập tin:Lorentz force.svg|phải|nhỏ|alt=A graph with arcs showing the motion of charged particles|Hạt mang điện tích ''q'' (bên trái) đang chuyển động với vận tốc ''v'' bên trong từ trường ''B'' có hướng vuông góc hướng đến người quan sát. Đối với electron, ''q'' mang điện âm sẽ chuyển động theo quỹ đạo cong hướng lên trên.]]
Khi một electron chuyển động trong từ trường, nó chịu tác dụng của [[lực Lorentz]] tác động theo phương vuông góc với mặt phẳng xác định bởi vectơ từ trường và vectơ vận tốc của electron. [[Lực hướng tâm]] làm cho electron chuyển động trên một quỹ đạo [[đường xoắn ốc|xoắn ốc]] trong từ trường với [[bán kính Larmor]]. Sự gia tốc từ chuyển động theo đường cong ghềnh này làm cảm ứng electron phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ đồng bộ.<ref name="munowitz" />{{rp|160}}<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Mahadevan | first = R.
 | last2 = Narayan | first2 = R.
 | last3 = Yi | first3 = I.
 | year = 1996
 | title = Harmony in Electrons: Cyclotron and Synchrotron Emission by Thermal Electrons in a Magnetic Field
 | journal = [[The Astrophysical Journal]]
 | volume = 465 | pages = 327–337
 | arxiv = astro-ph/9601073
 | doi = 10.1086/177422 | bibcode=1996ApJ...465..327M
}}</ref><ref group=gc>Bức xạ từ electron phi tương đối tính đôi khi được gọi là bức xạ cyclotron (cyclotron radiation).</ref> Năng lượng bức xạ này làm hãm electron, hay còn gọi là [[lực Abraham–Lorentz|lực Abraham–Lorentz–Dirac]], tạo ra ma sát làm chậm chuyển động của electron. Lực này cũng gây ra tác động ngược (back-reaction) lên điện từ trường của chính electron.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Rohrlich | first = F.
 | year = 1999
 | title = The Self-Force and Radiation Reaction
 | journal = [[American Journal of Physics]]
 | volume = 68 | issue = 12 | pages = 1109–1112
 | doi = 10.1119/1.1286430
|bibcode = 2000AmJPh..68.1109R }}</ref>

[[Tập tin:Bremsstrahlung.svg|nhỏ|trái|upright|alt=A curve shows the motion of the electron, a red dot shows the nucleus, and a wiggly line the emitted photon|Bức xạ Bremsstrahlung sinh ra khi một electron ''e'' bị lệch hướng gây bởi điện trường của một hạt nhân nguyên tử. Mức năng lượng thay đổi ''E''<sub>2</sub>&nbsp;−&nbsp;''E''<sub>1</sub> xác định lên tần số ''f'' của photon phát ra.]]
Trong [[điện động lực học lượng tử]] photon là hạt truyền tải tương tác điện từ giữa các hạt. Một electron đơn lẻ chuyển động với vận tốc đều không thể phát ra hay hấp thụ một photon thực; do sẽ vi phạm [[định luật bảo toàn năng lượng]] và [[định luật bảo toàn động lượng|động lượng]]. Mặt khác, các photon ảo có thể truyền động lượng giữa hai hạt mang điện tích. Sự trao đổi này của các photon ảo, ví dụ, làm tạo ra lực Coulomb.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Georgi | first = H.
 | year = 1989
 | chapter = Grand Unified Theories
 | editor = Davies, Paul
 | title = The New Physics
 | chapter-url = https://books.google.com/?id=akb2FpZSGnMC&pg=PA427
 | page = 427
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-43831-5
}}</ref> Bức xạ năng lượng xuất hiện khi một electron chuyển động bị làm lệch quỹ đạo gây bởi điện trường của một hạt mang điện khác, như proton. Sự gia tốc của electron làm phát ra bức xạ [[Bremsstrahlung]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Blumenthal | first = G.J.
 | last2 = Gould | first2 = R.
 | year = 1970
 | title = Bremsstrahlung, Synchrotron Radiation, and Compton Scattering of High-Energy Electrons Traversing Dilute Gases
 | journal = [[Reviews of Modern Physics]]
 | volume = 42 | pages = 237–270
 | doi = 10.1103/RevModPhys.42.237
 | bibcode=1970RvMP...42..237B
 | issue = 2
}}</ref>

Một photon (ánh sáng) va chạm phi đàn hồi với một electron (tự do) được gọi là [[tán xạ Compton]]. Kết quả của va chạm này là động lượng và năng lượng được truyền qua giữa các hạt, làm thay đổi bước sóng của photon bằng một lượng được gọi là dịch chuyển Compton.<ref group="gc">Sự thay đổi trong bước sóng, Δ''λ'', phụ thuộc vào góc bật ra, ''θ'', như sau,
:<math>\textstyle \Delta \lambda = \frac{h}{m_{\mathrm{e}}c} (1 - \cos \theta),</math>
với ''c'' là tốc độ ánh sáng trong chân không và ''m''<sub>e</sub> khối lượng electron. Xem Zombeck (2007: 393, 396).</ref> Độ dịch chuyển lớn nhất của bước sóng bằng ''h''/''m''<sub>e</sub>''c'', hay còn gọi là bước sóng Compton.<ref>
{{chú thích web
 | author = Staff
 | year = 2008
 | url = https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1927/summary/
 | title = The Nobel Prize in Physics 1927
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 28 tháng 9 năm 2008}}</ref> Đối với một electron, nó có giá trị bằng {{Gaps|2,43|u=× 10<sup>−12</sup> m}}.<ref name="CODATA"/> Khi bước sóng của ánh sáng là dài (ví dụ bước sóng của ánh sáng khả kiến bằng 0,4–0,7&nbsp;μm) sự dịch chuyển bước sóng có thể bỏ qua được. Trong trường hợp này, tương tác giữa ánh sáng và electron tự do được gọi là [[tán xạ Thomson]] hay tán xạ Thomson tuyến tính.<ref name="Chen1998">
{{Chú thích tạp chí
 | last = Chen | first = S.-Y.
 | last2 = Maksimchuk | first2 = A.
 | last3 = Umstadter | first3 = D.
 | year = 1998
 | title = Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering
 | journal = Nature
 | volume = 396 | pages = 653–655
 | doi = 10.1038/25303
|arxiv = physics/9810036 |bibcode = 1998Natur.396..653C | issue=6712}}</ref>

Độ mạnh tương đối của tương tác điện từ giữa hai hạt điện tích, chẳng hạn giữa một electron và một proton, được xác định bởi [[hằng số cấu trúc tế vi]]. Đây là đại lượng không thứ nguyên hình thành dựa trên tỉ số của hai dạng năng lượng: năng lượng tĩnh điện của lực hút (hoặc đẩy) ở khoảng cách bằng một lần bước sóng Compton, và năng lượng nghỉ của các hạt mang điện tích. Nó có giá trị bằng ''α''&nbsp;≈&nbsp;{{Gaps|7,297|u=× 10<sup>−3</sup>|353}}, hay xấp xỉ bằng {{sfrac|1|137}}.<ref name="CODATA" />

Khi electron và positron va chạm, chúng hủy lẫn nhau, làm phát ra hai hoặc ba photon tia gamma. Nếu electron và positron có động lượng bỏ qua được, va chạm có thể hình lên nguyên tử [[positronium]] trước khi hai hạt hủy lẫn nhau để hình ra các photon có tổng năng lượng 1,022&nbsp;MeV.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Beringer | first = R.
 | last2 = Montgomery | first2 = C.G.
 | year = 1942
 | title = The Angular Distribution of Positron Annihilation Radiation
 | journal = Physical Review
 | volume = 61 | issue = 5–6 | pages = 222–224
 | doi = 10.1103/PhysRev.61.222
|bibcode = 1942PhRv...61..222B }}</ref><ref>
{{chú thích sách
 | last = Buffa | first = A.
 | year = 2000
 | title = College Physics
 | url = https://archive.org/details/collegephysicsvo00jerr | edition = 4th | page = [https://archive.org/details/collegephysicsvo00jerr/page/888 888]
 | publisher = Prentice Hall
 | isbn = 978-0-13-082444-8
}}</ref> Mặt khác, một photon năng lượng cao có thể biến đổi thành cặp electron và positron bởi quá trình sinh cặp (pair production), nhưng chỉ trong sự có mặt của một hạt điện tích gần nó, như một hạt nhân chẳng hạn.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Eichler | first = J.
 | year = 2005
 | title = Electron–positron pair production in relativistic ion–atom collisions
 | journal = Physics Letters A
 | volume = 347 | issue = 1–3 | pages = 67–72
 | doi = 10.1016/j.physleta.2005.06.105
|bibcode = 2005PhLA..347...67E }}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Hubbell | first = J.H.
 | year = 2006
 | title = Electron positron pair production by photons: A historical overview
 | journal = Radiation Physics and Chemistry
 | volume = 75 | issue = 6 | pages = 614–623
 | bibcode = 2006RaPC...75..614H
 | doi = 10.1016/j.radphyschem.2005.10.008
 }}</ref>

Trong lý thuyết [[tương tác điện yếu]], thành phần hàm sóng hướng bên trái (chiral) của electron tạo thành bộ đôi isospin yếu với [[Neutrino|neutrio electron]]. Điều này có nghĩa rằng trong tương tác yếu, neutrino electron hành xử như các electron. Mỗi loại hạt của bộ đôi này (doublet) có thể tham gia vào tương tác [[dòng tích]] (charged current) bằng cách phát ra hoặc hấp thụ một boson {{SubatomicParticle|W boson|link=yes}} và biến đổi sang thành hạt kia. Điện tích được bảo toàn trong quá trình này bởi vì boson W cũng mang điện tích, làm cho tổng điện tích của quá trình biến đổi là không thay đổi. Các tương tác dòng tích chịu trách nhiệm cho hiện tượng [[phân rã beta]] trong một nguyên tử phóng xạ. Cả electron và neutrino electron có thể tham gia vào tương tác [[dòng trung hòa]] (neutral current interaction) thông qua sự trao đổi một boson {{SubatomicParticle|Z boson0|link=yes}}, và chịu trách nhiệm cho tán xạ đàn hồi neutrino−electron.<ref name="quigg">
{{Chú thích hội thảo
 | last = Quigg | first = C.
 | date = June 4–30, 2000
 | title = The Electroweak Theory
 | work = TASI 2000: Flavor Physics for the Millennium
 | page = 80
 | location = Boulder, Colorado
 | arxiv = hep-ph/0204104
| bibcode = 2002hep.ph....4104Q
 }}</ref>
{{clear}}

===Nguyên tử và phân tử===
{{chính|Nguyên tử}}
[[Tập tin:Hydrogen Density Plots.png|right|thumb|upright=1.25|alt=A table of five rows and five columns, with each cell portraying a color-coded probability density|Mật độ xác suất đối với một vài orbital nguyên tử hydro, được thể hiện qua mặt cắt. Mức năng lượng của một electron liên kết xác định lên orbital nó chiếm giữ, và độ màu phản ánh xác suất tìm thấy electron ở một vị trí xác định.]]
Một electron có thể ''liên kết'' với hạt nhân của một nguyên tử bởi lực hút Coulomb. Một hệ có một hoặc nhiều electron liên kết với một hạt nhân được gọi là một nguyên tử. Nếu số electron khác với số điện tích của hạt nhân, nguyên tử đó được gọi là một [[ion]]. Hành xử dạng sóng của một electron liên kết được miêu tả bằng một hàm sóng gọi là [[orbital nguyên tử]]. Mỗi orbital đặc trưng bởi các số lượng tử như mức năng lượng, mômen động lượng và hình chiếu của mômen góc, và chỉ có các orbital rời rạc tồn tại xung quanh hạt nhân. Theo nguyên lý loại trừ Pauli mỗi orbital có thể chiếm giữ bởi tối đa hai electron, và chúng phải có [[số lượng tử spin]] khác nhau.

Electron có thể nhảy sang các orbital khác nhau thông qua sự hấp thụ hoặc phát ra photon có năng lượng bằng hiệu giữa hai mức năng lượng đó.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Mulliken | first = R.S.
 | year = 1967
 | title = Spectroscopy, Molecular Orbitals, and Chemical Bonding
 | journal = Science
 | volume = 157 | issue = 3784 | pages = 13–24
 | doi = 10.1126/science.157.3784.13
 | pmid = 5338306
|bibcode = 1967Sci...157...13M }}</ref> Các phương pháp khác làm electron chuyển sang orbital khác bao gồm sự va chạm của nó với hạt khác, như các electron, và nhờ [[hiệu ứng Auger]].<ref>
{{chú thích sách
 | last = Burhop | first = E.H.S.
 | authorlink = Eric Burhop
 | year = 1952
 | title = The Auger Effect and Other Radiationless Transitions
 | publisher = Cambridge University Press
 | pages = 2–3
 | isbn = 978-0-88275-966-1
}}</ref> Để thoát ra khỏi nguyên tử, năng lượng của electron phải tăng và lớn hơn [[năng lượng ion hóa|năng lượng liên kết]] với nguyên tử. Điều này xảy ra, ví dụ, như ở [[hiệu ứng quang điện]], khi một photon tới va chạm có năng lượng lớn hơn năng lượng ion hóa nguyên tử và bị electron hấp thụ.<ref name="grupen">
{{Chú thích tạp chí
 | last = Grupen | first = C.
 | year = 2000
 | title = Physics of Particle Detection
 | journal = AIP Conference Proceedings
 | volume = 536 | pages = 3–34
 | doi =10.1063/1.1361756
|arxiv = physics/9906063 }}</ref>

Mômen góc orbital của electron bị [[Toán tử mô men động lượng|lượng tử hóa]]. Bởi electron mang điện, nó có một mômen từ orbital tỷ lệ với mômen góc. Tổng mômen từ của một nguyên tử bằng tổng vec tơ của mô men từ spin và mômen từ orbital của tất cả các electron và hạt nhân. Mômen từ của hạt nhân là nhỏ so với của các electron. Mômen từ của các electron chiếm giữ cùng một orbital (còn gọi là cặp electron) triệt tiêu lẫn nhau.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Jiles | first = D.
 | year = 1998
 | title = Introduction to Magnetism and Magnetic Materials
 | url = https://books.google.com/?id=axyWXjsdorMC&pg=PA280
 | pages = 280–287
 | publisher = CRC Press
 | isbn = 978-0-412-79860-3
}}</ref>

[[Liên kết hóa học]] giữa các nguyên tử chính là tương tác điện từ giữa chúng, như miêu tả bởi các định luật của cơ học lượng tử.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Löwdin | first = P.O.
 | last2 = Erkki Brändas | first2 = E.
 | last3 = Kryachko | first3 = E.S.
 | year = 2003
 | title = Fundamental World of Quantum Chemistry: A Tribute to the Memory of Per- Olov Löwdin
 | url = https://books.google.com/?id=8QiR8lCX_qcC&pg=PA393
 | pages = 393–394
 | publisher = Springer
 | isbn = 978-1-4020-1290-7
}}</ref> Liên kết mạnh nhất hình thành bởi [[liên kết cộng hóa trị|chia sẻ]] hoặc [[truyền điện tử|cho/nhận]] các electron giữa các nguyên tử, dẫn đến hình thành lên các [[phân tử]].<ref name=Pauling>
{{chú thích sách
 | last = Pauling | first = L.C.
 | year = 1960
 | title = The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: an introduction to modern structural chemistry
 | url = https://books.google.com/?id=L-1K9HmKmUUC
 | edition = 3rd | pages = 4–10
 | publisher = Cornell University Press
 | isbn = 978-0-8014-0333-0
 }}</ref> Bên trong một phân tử, các electron chuyển động dưới ảnh hưởng của một vài hạt nhân, và chiếm giữ các [[obitan phân tử|orbital phân tử]]; giống như chúng chiếm giữ các orbital trong một nguyên tử cô lập.<ref>
{{chú thích sách
 | last = McQuarrie  | first = D.A.
 | last2 = Simon | first2 = J.D.
 | year = 1997
 | title = Physical Chemistry: A Molecular Approach
 | url = https://books.google.com/?id=f-bje0-DEYUC&pg=PA325
 | publisher = University Science Books
 | pages = 325–361
 | isbn = 978-0-935702-99-6
}}</ref> Một yếu tố cơ bản trong các cấu trúc phân tử đó là sự tồn tại các [[cặp electron]]. Đây là các electron có spin ngược nhau, cho phép chúng có thể chiếm giữ cùng một orbital phân tử mà không vi phạm nguyên lý loại trừ Pauli (tương tự như ở nguyên tử). Các orbital phân tử khác nhau có phân bố mật độ electron theo không gian khác nhau. Ví dụ, ở các cặp electron liên kết (nghĩa là các cặp thực sự liên kết các nguyên tử với nhau) có thể được tìm thấy với xác suất cực đại nằm ở vùng thể tích tương đối nhỏ giữa các hạt nhân. Ngược lại, ở các cặp electron không liên kết chúng phân bố trong thể tích lớn hơn bao quanh hạt nhân.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 |last=Daudel
 |first=R.
 |year=1974
 |title=The Electron Pair in Chemistry
 |journal=Canadian Journal of Chemistry
 |volume=52
 |pages=1310–1320
 |doi=10.1139/v74-201
 |issue=8
 |display-authors=etal
}}</ref>

===Dẫn điện===
[[Tập tin:Lightning over Oradea Romania cropped.jpg|right|thumb|alt=Four bolts of lightning strike the ground|[[Tia sét]] chứa chủ yếu dòng các electron.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Rakov | first = V.A.
 | last2 = Uman | first2 = M.A.
 | year = 2007
 | title = Lightning: Physics and Effects
 | url = https://books.google.com/?id=TuMa5lAa3RAC&pg=PA4
 | page = 4
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-03541-5
}}</ref> Điện thế cần thiết cho tia sét có thể được tạo ra nhờ hiệu ứng điện ma sát.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Freeman | first = G.R.
 | year = 1999
 | title = Triboelectricity and some associated phenomena
 | url = https://archive.org/details/sim_materials-science-and-technology_1999-12_15_12/page/1454 | journal = Materials Science and Technology
 | volume = 15 | issue = 12 | pages = 1454–1458
 | doi =10.1179/026708399101505464
 | last2 = March
 | first2 = N.H.
}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Forward | first = K.M.
 | last2 = Lacks | first2 = D.J.
 | last3 = Sankaran | first3 = R.M.
 | year = 2009
 | title = Methodology for studying particle–particle triboelectrification in granular materials
 | journal = Journal of Electrostatics
 | volume = 67 | issue = 2–3 | pages = 178–183
 | doi =10.1016/j.elstat.2008.12.002
}}</ref>]]

Nếu một vật thể có nhiều hoặc ít hơn lượng electron cần thiết để cân bằng với điện tích dương của hạt nhân nguyên tử, thì tổng thể vật đó có mang điện tích. Khi có nhiều hơn electron, vật đó mang điện âm. Khi có ít electron hơn số lượng proton trong hạt nhân nguyên tử, vật mang điện dương. Khi số electron và proton bằng nhau, điện tích của chúng hủy lẫn nhau và vật thể ở trạng thái cân bằng điện (hay trung hòa). Nhờ tác động chà xát có thể làm vật thể vĩ mô mang điện thông qua [[hiệu ứng điện ma sát]] (triboelectric effect).<ref>
{{chú thích sách
 | last = Weinberg | first = S.
 | year = 2003
 | title = The Discovery of Subatomic Particles
 | url = https://books.google.com/?id=tDpwhp2lOKMC&pg=PA15
 | pages = 15–16
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-82351-7
}}</ref>

Các electron độc lập chuyển động trong chân không được gọi là các electron ''tự do''. Các electron trong kim loại cũng hành xử như chúng chuyển động tự do. Thực sự thì các hạt được gọi là các electron trong kim loại và những thể rắn khác là những giả-electron—[[giả hạt]], mà có cùng điện tích, spin, và mômen từ như các electron thực thụ nhưng có khối lượng khác với nó.<ref name="Liang-fu Lou">
{{chú thích sách
 | last = Lou | first = L.-F.
 | year = 2003
 | title = Introduction to phonons and electrons
 | url = https://books.google.com/?id=XMv-vfsoRF8C&pg=PA162
 | pages = 162, 164
 | publisher = World Scientific
 | isbn = 978-981-238-461-4
}}</ref> Khi các electron tự do—trong chân không lẫn kim loại—chuyển động, chúng tạo ra một [[luồng trên mạng|dòng mạng lưới]] điện tích được gọi là [[dòng điện]], từ đó tạo ra một từ trường. Giống như một dòng điện có thể được sinh ra từ sự thay đổi của một từ trường. Những tương tác và mối quan hệ này được miêu tả bởi [[phương trình Maxwell]].<ref>
{{chú thích sách
 | last = Guru | first = B.S.
 | last2 = Hızıroğlu | first2 = H.R.
 | year = 2004
 | title = Electromagnetic Field Theory
 | url = https://books.google.com/?id=b2f8rCngSuAC&pg=PA138
 | pages = 138, 276
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-83016-4
}}</ref>

Ở mỗi nhiệt độ nhất định, từng vật liệu có một độ [[dẫn điện]] ảnh hưởng đến giá trị của dòng điện khi áp vào một [[điện thế]]. Những vật dẫn điện tốt bao gồm kim loại như đồng và vàng, trong khi thủy tinh và [[Polytetrafloetylen|Teflon]] lại dẫn điện kém. Ở bất kỳ vật liệu [[điện môi|cách điện]] nào, các electron vẫn bám vào các nguyên tử và vật liệu có tính chất như là một [[chất cách điện]]. Hầu hết các [[chất bán dẫn]] có mức độ dẫn điện biến đổi từ phạm vi dẫn điện cực tốt cho đến cách điện hoàn toàn.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Achuthan | first = M.K.
 | last2 = Bhat | first2 = K.N.
 | year = 2007
 | title = Fundamentals of Semiconductor Devices
 | url = https://books.google.com/?id=REQkwBF4cVoC&pg=PA49
 | pages = 49–67
 | publisher = Tata McGraw-Hill
 | isbn = 978-0-07-061220-4
}}</ref> Mặt khác, [[liên kết kim loại|các kim loại]] có [[cấu trúc dải điện tử]] chứa các vùng năng lượng được lấp đầy một phần bởi electron. Sự có mặt của những vùng năng lượng này cho phép các electron trong kim loại hành xử như chúng được tự do hoặc gọi là các [[electron phi định xứ]] (delocalized electrons). Những electron không liên kết với một nguyên tử nhất định, do vậy khi áp dụng một điện trường, chúng chuyển động tự do như một chất khí (được gọi là [[khí Fermi]])<ref name="ziman">
{{chú thích sách
 | last = Ziman | first = J.M.
 | year = 2001
 | title = Electrons and Phonons: The Theory of Transport Phenomena in Solids
 | url = https://books.google.com/?id=UtEy63pjngsC&pg=PA260
 | publisher = Oxford University Press
 | page = 260
 | isbn = 978-0-19-850779-6
}}</ref> đi qua vật liệu giống như các electron tự do.

Bởi vì có sự va chạm giữa các electron với các nguyên tử, [[vận tốc trôi]] của các electron trong một vật dẫn có độ lớn cỡ vài milimét trên một giây. Tuy nhiên, trường hợp có sự thay đổi dòng điện từ một điểm trong vật liệu gây ra sự thay đổi dòng điện ở điểm khác trong vật liệu, thì [[tốc độ lan truyền sóng|tốc độ lan truyền]] của hiệu ứng này, điển hình bằng khoảng 75% tốc độ ánh sáng.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Main | first = P.
 | date = ngày 12 tháng 6 năm 1993
 | title = 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-that-create-electrical-resistance-and-you-get-ballistic-electrons-and-a-quantum-surprise/
 | journal = [[New Scientist]]
 | volume = 1887 | page = 30
 | access-date = ngày 9 tháng 10 năm 2008
}}</ref> Điều này xảy ra bởi vì tín hiệu điện lan truyền như một sóng, với vận tốc phụ thuộc vào [[hằng số điện môi]] của vật liệu.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Blackwell | first = G.R.
 | year = 2000
 | title = The Electronic Packaging Handbook
 | url = https://books.google.com/?id=D0PBG53PQlUC&pg=SA6-PA39
 | pages = 6.39–6.40
 | publisher = CRC Press
 | isbn = 978-0-8493-8591-9
}}</ref>

Đa số kim loại có độ dẫn nhiệt tương đối tốt, chủ yếu bởi vì các electron phi định xứ vận chuyển năng lượng nhiệt tự do giữa các nguyên tử. Tuy nhiên, không giống như sự dẫn điện, sự dẫn nhiệt của một kim loại gần như độc lập với nhiệt độ của vật liệu. Điều này đã được phát biểu bằng [[định luật Wiedemann–Franz]],<ref name="ziman" /> nói rằng tỉ số [[độ dẫn nhiệt]] trên độ dẫn điện tỷ lệ thuận với nhiệt độ của vật liệu. Sự mất trật tự bởi nhiệt trong dàn tinh thể nguyên tử kim loại làm tăng [[dẫn điện|điện trở]] của vật liệu, tạo ra sự phụ thuộc vào nhiệt độ đối với dòng điện.<ref name="durrant">
{{chú thích sách
 | last = Durrant | first = A.
 | year = 2000
 | title = Quantum Physics of Matter: The Physical World
 | url = https://books.google.com/books?id=F0JmHRkJHiUC&pg=PA43
 | pages = 43, 71–78
 | publisher = CRC Press
 | isbn = 978-0-7503-0721-5
}}</ref>

Khi làm lạnh vật liệu xuống dưới một mức gọi là [[điểm tới hạn|nhiệt độ tới hạn]], vật liệu trải qua sự chuyển pha trong đó nó mất hoàn toàn tính kháng điện (điện trở) đối với dòng điện, hay chính là hiệu ứng [[siêu dẫn]]. Trong [[lý thuyết BCS]], các cặp electron được gọi là [[cặp Cooper]] trong chuyển động của chúng bắt cặp với nguyên tử gần đấy thông qua những dao động dàn nguyên tử gọi là [[phonon]], do đó cặp Cooper tránh được va chạm với các nguyên tử mà thường tạo ra điện trở.<ref>
{{chú thích web
 | author = Staff
 | year = 2008
 | title = The Nobel Prize in Physics 1972
 | url = http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1972/
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 13 tháng 10 năm 2008}}</ref> (Các cặp Cooper có bán kính xấp xỉ bằng 100&nbsp;nm, do đó nếu coi chúng như sóng vật chất thì chúng có thể chồng chập lẫn nhau.)<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Kadin | first = A.M.
 | title = Spatial Structure of the Cooper Pair
 | journal = Journal of Superconductivity and Novel Magnetism
 | year = 2007
 | volume = 20 | issue = 4 | pages = 285–292
 | arxiv = cond-mat/0510279
 | doi =10.1007/s10948-006-0198-z
}}</ref> Tuy nhiên, cơ chế cho hiệu ứng siêu dẫn nhiệt độ cao ở một số vật liệu vẫn chưa có lý thuyết giải thích thỏa đáng.<ref>Ví dụ, xem 
{{Chú thích tạp chí
 | last = Greene | first = Richard L.
 | last2 = Mandal | first2 = Pampa R.
 | last3 = Poniatowski | first3 = Nicholas R.
 | last4 = Sarkar | first4 = Tarapada
 | date = March 2020
 | title = The Strange Metal State of the Electron-Doped Cuprates
 | url = https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-conmatphys-031119-050558
 | journal = Annual Review of Condensed Matter Physics | volume = 11 | pages = 213–229
 | arxiv = 1905.04998 | doi = 10.1146/annurev-conmatphys-031119-050558
 | quote = [...] after thirty years and over 100,000 publications, the mechanism that gives rise to superconductivity (SC) in the cuprates, and even the physics of their normal state, remains a mystery.
}}</ref>

Các electron bên trong vật dẫn, mà chính chúng cũng là những giả hạt, khi đặt trong nhiệt độ rất gần với [[Nhiệt độ không tuyệt đối|độ không tuyệt đối]], có thể được phân ra thành ba loại giả hạt: [[spinon]], [[orbiton]] và [[Holon (vật lý)|holon]]. Hạt đầu tiên mang spin và mômen từ, hạt tiếp theo mang vị trí orbital của nó trong khi hạt còn lại mang điện tích.<ref name="sciencedaily">{{Chú thích web
 | url = https://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090730141607.htm
 | tựa đề = Discovery About Behavior Of Building Block Of Nature Could Lead To Computer Revolution
 | tác giả = [[Đại học Cambridge]]
 | ngày = 2009-07-31
 | website = ScienceDaily
 | url lưu trữ = https://web.archive.org/web/20090801214135/https://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090730141607.htm
 | ngày lưu trữ = 2009-08-01
 | url-status = live
 | ngày truy cập = 2021-06-30
 }}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Jompol | first = Y.
 | display-authors = etal
 | year = 2009
 | title = Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid
 | url = http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/325/5940/597
 | journal = [[Science (tạp chí)|Science]]
 | volume = 325 | issue = 5940 | pages = 597–601
 | arxiv = 1002.2782
 | bibcode = 2009Sci...325..597J
 | doi = 10.1126/science.1171769
 | pmid = 19644117
}}</ref><ref>Bài báo trên ''[[Nature]]'':
* {{Chú thích tạp chí
 | title = Spin–orbital separation in the quasi-one-dimensional Mott insulator Sr2CuO3
 | date = ngày 18 tháng 4 năm 2012
 | doi = 10.1038/nature10974
 | pmid = 22522933
 | last1 = Schlappa | first1 = J.
 | display-authors = etal 
 | journal = Nature 
 | volume = 485 | issue = 7396 | pages = 82–5
 | arxiv = 1205.1954 
 | bibcode = 2012Natur.485...82S 
 | s2cid = 205228324
 }}
*{{Chú thích tạp chí
 |title=Not-quite-so elementary, my dear electron
 |date=ngày 18 tháng 4 năm 2012
 |url=http://www.nature.com/news/not-quite-so-elementary-my-dear-electron-1.10471
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120421184437/http://www.nature.com/news/not-quite-so-elementary-my-dear-electron-1.10471
 |archive-date=2012-04-21
 |access-date=ngày 23 tháng 7 năm 2021
 |journal=Nature News
 |doi=10.1038/nature.2012.10471
 |last1=Merali
 |first1=Zeeya
 |s2cid=120948947
 }}</ref>

===Chuyển động và năng lượng===
Theo [[thuyết tương đối hẹp]] của [[Albert Einstein|Einstein]], khi tốc độ của một electron tiệm cận tới [[tốc độ ánh sáng]], người quan sát từ một hệ quy chiếu quán tính sẽ đo được khối lượng tương đối tính của hạt tăng lên, do đó khiến cho nó càng khó để có thể gia tốc nó từ bên trong hệ quy chiếu của người quan sát. Tốc độ của một electron có thể tiếp cận đến, nhưng không bao giờ bằng, tốc độ của ánh sáng trong chân không, ''c''. Tuy nhiên, khi các electron tương đối tính—là những electron chuyển động với tốc độ gần bằng ''c''—chuyển động trong môi trường điện môi như nước, nơi vận tốc ánh sáng trong nó nhỏ hơn nhiều so với ''c'', các electron trong môi trường này có thể chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Khi chúng tương tác va chạm với môi trường, chúng tạo ra một ánh sáng nhạt được gọi là [[bức xạ Cherenkov]].<ref>
{{chú thích web
 | author = Staff
 | year = 2008
 | title = The Nobel Prize in Physics 1958, for the discovery and the interpretation of the Cherenkov effect
 | url = https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1958/summary/
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 25 tháng 9 năm 2008}}</ref>

[[Tập tin:Lorentz factor.svg|nhỏ|phải|alt=The plot starts at zero and curves sharply upward toward the right|Hệ số Lorentz là một hàm số theo vận tốc. Nó bắt đầu từ giá trị 1 và tiến tới vô hạn khi ''v'' tiệm cận tới ''c''.]]
Các hiệu ứng trong thuyết tương đối hẹp được miêu tả dựa trên một đại lượng gọi là [[hệ số Lorentz]], được xác định bằng <math>\scriptstyle\gamma=1/ \sqrt{ 1-{v^2}/{c^2} }</math> với ''v'' là tốc độ của hạt. Động năng ''K''<sub>e</sub> của một electron chuyển động với vận tốc ''v'' bằng:
:<math>\displaystyle K_{\mathrm{e}} = (\gamma - 1)m_{\mathrm{e}} c^2,</math>
với ''m''<sub>e</sub> là khối lượng của electron. Ví dụ, ở [[SLAC National Accelerator Laboratory|máy gia tốc thẳng Stanford]] có thể [[gia tốc]] một electron tới động năng gần bằng 51&nbsp;GeV.<ref>{{chú thích web
 | author = Staff
 | date = ngày 26 tháng 8 năm 2008
 | url = http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/relativity.html
 | title = Special Relativity
 | publisher = Stanford Linear Accelerator Center
 | access-date = ngày 25 tháng 9 năm 2008
 | archive-date = 2008-08-28
 | archive-url = https://web.archive.org/web/20080828113927/http://www2.slac.stanford.edu/VVC/theory/relativity.html
 | url-status = dead
 }}</ref> Vì một electron hành xử như dạng sóng, ở một vận tốc bất kỳ nó có một [[sóng vật chất|bước sóng de Broglie]] đặc trưng. Bước sóng này được cho bởi ''λ''<sub>e</sub>&nbsp;=&nbsp;''h''/''p'' với ''h'' là [[hằng số Planck]] và ''p'' là động lượng.<ref name="de_broglie"/> Đối với electron có động năng 51&nbsp;GeV ở trên, bước sóng de Broglie bằng {{Gaps|2,4|u=× 10<sup>−17</sup> m}}, đủ nhỏ để khám phá các cấu trúc có kích thước nhỏ hơn kích cỡ của một hạt nhân nguyên tử.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Adams | first = S.
 | year = 2000
 | title = Frontiers: Twentieth Century Physics
 | url = https://books.google.com/?id=yIsMaQblCisC&pg=PA215
 | page = 215
 | publisher = CRC Press
 | isbn = 978-0-7484-0840-5
}}</ref>

==Sự hình thành==
[[Tập tin:Pair production.png|phải|nhỏ|alt=A photon approaches the nucleus from the left, with the resulting electron and positron moving off to the right|[[Sự sinh cặp]] của một electron và một positron, do một photon chuyển động đến gần một hạt nhân. Ký hiệu tia chớp biểu diễn sự trao đổi của một photon ảo, hay như là một tác động của lực điện. Góc giữa các hạt là rất nhỏ.<ref>{{chú thích sách |title=Selected Exercises in Particle and Nuclear Physics |first1=Lorenzo |last1=Bianchini |publisher=Springer |year=2017 |isbn=978-3-319-70494-4 |page=79 |url=https://books.google.com/books?id=lktADwAAQBAJ}} [https://books.google.com/books?id=lktADwAAQBAJ&pg=PA79 Extract of page 79]</ref>]]

<!-- Big bang theory with focus on the electron -->
Lý thuyết [[Vụ Nổ Lớn]] là lý thuyết khoa học được chấp nhận rộng rãi hiện nay miêu tả những giai đoạn ban đầu của sự tiến hóa của Vũ trụ.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Lurquin | first = P.F.
 | year = 2003
 | title = The Origins of Life and the Universe
 | url = https://archive.org/details/originslifeunive00lurq_391 | page = [https://archive.org/details/originslifeunive00lurq_391/page/n13 2]
 | publisher = Columbia University Press
 | isbn = 978-0-231-12655-7
}}</ref> Ở những miligiây đầu tiên sau Vụ Nổ Lớn, nhiệt độ trên 10&nbsp;tỷ&nbsp;[[kelvin]] và các photon có năng lượng trung bình trên một triệu [[electronvolt]]. Các photon này có đủ năng lượng mà khi tương tác với nhau có thể dẫn tới sự hình thành cặp electron và positron. Ngược lại, những cặp positron−electron hủy lẫn nhau và phát ra các photon năng lượng cao:
: {{SubatomicParticle|photon|link=yes}} + {{SubatomicParticle|photon}} ↔ {{SubatomicParticle|positron|link=yes}} + {{SubatomicParticle|electron}}
Trạng thái cân bằng giữa các electron, positron và photon được duy trì trong suốt giai đoạn này của sự tiến hóa Vũ trụ. Khi 15 giây trôi qua, tuy nhiên, nhiệt độ của Vũ trụ lúc này giảm xuống dưới ngưỡng cho phép hình thành cặp hạt electron−positron. Phần lớn các electron và positron tồn tại hủy lẫn nhau, giải phóng bức xạ gamma làm Vũ trụ nóng lên trong một thời gian ngắn.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Silk | first = J.
 | year = 2000
 | title = The Big Bang: The Creation and Evolution of the Universe
 | edition = 3rd
 | pages = 110–112, 134–137
 | publisher = Macmillan
 | isbn = 978-0-8050-7256-3
}}</ref>

Vì một lý do nào đó chưa được biết chắc chắn, trong suốt quá trình hủy cặp có sót lại một số lượng hạt nhiều hơn phản hạt vật chất. Cụ thể là có dư ra 1 electron tồn tại trong mỗi 1 tỷ cặp hạt electron−positron. Số lượng dư sót lại này bằng với số lượng proton còn dư từ quá trình hủy cặp hạt tương tự proton và phản proton, trong một điều kiện được gọi là [[bất đối xứng baryon]], điều này mang đến tổng điện tích của toàn bộ Vũ trụ gần như bằng zero.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Kolb | first = E.W.
 | year = 1980
 | title = The Development of Baryon Asymmetry in the Early Universe
 | journal = Physics Letters B
 | volume = 91 | issue = 2 | pages = 217–221
 | doi =10.1016/0370-2693(80)90435-9
|bibcode = 1980PhLB...91..217K
 | last2 = Wolfram
 | first2 = Stephen }}</ref><ref>
{{chú thích web
 | last = Sather | first = E.
 | date = Spring–Summer 1996
 | title = The Mystery of Matter Asymmetry
 | url = http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/26/1/26-1-sather.pdf
 | work = Beam Line
 | publisher = Stanford University
 | access-date = ngày 1 tháng 11 năm 2008}}</ref> Những proton và neutron còn dư lại bắt đầu tham gia vào các phản ứng với nhau—quá trình gọi là [[tổng hợp hạt nhân]], tạo ra các đồng vị của hydro và [[heli]], và một ít hạt nhân [[lithi]]. Các phản ứng này đạt đỉnh điểm vào khoảng thời gian ở sau năm phút.<ref>
{{Chú thích arXiv
 | last = Burles | first = S.
 | last2 = Nollett | first2 = K.M.
 | last3 = Turner | first3 = M.S.
 | year = 1999
 | title = Big-Bang Nucleosynthesis: Linking Inner Space and Outer Space
 |eprint=astro-ph/9903300
}}</ref> Bất kỳ neutron còn lại nào sẽ trải qua phản ứng [[phân rã beta]] âm với nửa thời gian sống bằng khoảng một nghìn giây, giải phóng ra một proton và một electron,
:{{SubatomicParticle|Neutron|link=yes}} → {{SubatomicParticle|Proton|link=yes}} + {{SubatomicParticle|Electron}} + {{SubatomicParticle|Electron antineutrino|link=yes}}
Trong khoảng 300.000–400.000 năm tiếp theo, lượng các hạt electron còn lại có năng lượng quá lớn để có thể liên kết vào các [[hạt nhân nguyên tử]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Boesgaard | first = A.M.
 | last2 = Steigman | first2 = G.
 | year = 1985
 | title = Big bang nucleosynthesis&nbsp;– Theories and observations
 | journal = [[Annual Review of Astronomy and Astrophysics]]
 | volume = 23 | issue = 2 | pages = 319–378
 | bibcode =1985ARA&A..23..319B
 | doi =10.1146/annurev.aa.23.090185.001535
}}</ref> Giai đoạn tiếp theo là [[lịch sử vũ trụ|sự tái kếp hợp]] electron vào hạt nhân, khi ấy các nguyên tử trung hòa được hình thành và sự giãn nở của vũ trụ làm cho vật chất trở lên trong suốt với bức xạ.<ref name="science5789">
{{Chú thích tạp chí
 | last = Barkana | first = R.
 | year = 2006
 | title = The First Stars in the Universe and Cosmic Reionization
 | url = http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/313/5789/931
 | journal = Science
 | volume = 313 | issue = 5789 | pages = 931–934
 | doi =10.1126/science.1125644
 | pmid =16917052
|arxiv = astro-ph/0608450 |bibcode = 2006Sci...313..931B 
 }}</ref>

<!-- Stellar -->
Gần một triệu năm sau Vụ Nổ Lớn, thế hệ các ngôi [[sao]] đầu tiên bắt đầu hình thành.<ref name="science5789"/> Trong lòng một ngôi sao, dây chuyền phản ứng [[tổng hợp hạt nhân sao]] cho ra các sản phẩm trong đó có positron. Những hạt phản vật chất này ngay lập tức hủy với các electron, giải phóng tia gamma. Gộp chung lại số lượng hạt electron bị giảm dần, và tương ứng số lượng hạt neutron tăng lên. Tuy nhiên, trong quá trình [[tiến hóa sao]] cũng hình thành các sản phẩm là những đồng vị phóng xạ. Các đồng vị này có thể sau đó trải qua phân rã beta trừ, phát ra một electron và một phản neutrino từ hạt nhân.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Burbidge | first = E.M.
 | year = 1957
 | title = Synthesis of Elements in Stars
 | journal = Reviews of Modern Physics
 | volume = 29 | issue = 4 | pages = 548–647
 | doi =10.1103/RevModPhys.29.547
| bibcode=1957RvMP...29..547B
|display-authors=etal}}</ref> Một ví dụ là đồng vị [[cobalt-60]] (<sup>60</sup>Co), mà phân rã thành [[Đồng vị nickel|nickel-60]] (<sup>60</sup>Ni).<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Rodberg | first = L.S.
 | last2 = Weisskopf | first2 = V.
 | year = 1957
 | title = Fall of Parity: Recent Discoveries Related to Symmetry of Laws of Nature
 | journal = Science
 | volume = 125 | issue = 3249 | pages = 627–633
 | doi =10.1126/science.125.3249.627
 | pmid =17810563
|bibcode = 1957Sci...125..627R }}</ref>
[[Tập tin:AirShower.svg|trái|nhỏ|alt=A branching tree representing the particle production|Một chuỗi mưa các hạt tạo bởi tia vũ trụ năng lượng cao va chạm vào bầu khí quyển Trái Đất.]]
Cuối chu trình tiến hóa của chúng, một ngôi sao có khối lượng lớn hơn 20 lần [[khối lượng Mặt Trời]] đi đến kết cục [[suy sụp hấp dẫn]] để tạo thành một [[lỗ đen]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Fryer | first = C.L.
 | year = 1999
 | title = Mass Limits For Black Hole Formation
 | journal = The Astrophysical Journal
 | volume = 522 | issue = 1 | pages = 413–418
 | bibcode = 1999ApJ...522..413F
 | doi =10.1086/307647
|arxiv = astro-ph/9902315 }}</ref> Theo [[vật lý cổ điển]], bên trong những ngôi sao khối lượng lớn này xuất hiện [[lực hấp dẫn|lực hút hấp dẫn]] đủ mạnh để ngăn bất kỳ thứ gì, kể cả [[bức xạ điện từ]], thoát ra khỏi [[bán kính Schwarzschild]]. Tuy nhiên, các hiệu ứng của cơ học lượng tử cho phép có khả năng tồn tại [[bức xạ Hawking]] ở phạm vi khoảng cách này. Các electron (và positron) được cho là tạo ra ở [[chân trời sự kiện]] của những [[sao đặc|tàn dư sao]].

Khi một cặp hạt ảo (như gồm một electron và một positron) được tạo ra tại biên giới của chân trời sự kiện, sự phân bố ngẫu nhiên trong vị trí của hạt có thể làm cho một trong hai hạt nằm ở bên trong chân trời sự kiện; mà quá trình này được gọi là sự [[xuyên hầm lượng tử]]. [[Thế năng hấp dẫn]] của lỗ đen có thể cấp năng lượng để biến một hạt ảo nằm bên ngoài chân trời sự kiện trở thành một hạt thực, cho phép nó bật phóng ra vào không gian.<ref>{{Chú thích tạp chí
 |last    = Parikh
 |first   = M.K.
 |last2   = Wilczek
 |first2  = F.
 |year    = 2000
 |title   = Hawking Radiation As Tunneling
 |journal = [[Physical Review Letters]]
 |volume  = 85
 |issue   = 24
 |pages   = 5042–5045
 |doi     = 10.1103/PhysRevLett.85.5042
 |pmid    = 11102182
 |bibcode = 2000PhRvL..85.5042P
 |arxiv   = hep-th/9907001
 }}</ref> Đổi lại, hạt còn lại của cặp mang năng lượng âm và rơi về vùng kì dị lỗ đen, dẫn đến tổng cộng khối lượng−năng lượng của lỗ đen bị giảm đi. Tốc độ bức xạ Hawking tăng tiến khi khối lượng lỗ đen giảm dần, làm cho lỗ đen bốc hơi và cuối cùng là phát nổ.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Hawking | first = S.W.
 | year = 1974
 | title = Black hole explosions?
 | journal = Nature
 | volume = 248 | pages = 30–31
 | doi =10.1038/248030a0
|bibcode = 1974Natur.248...30H
 | issue=5443}}</ref>

<!-- Other sources -->
[[Tia vũ trụ]] là những hạt chuyển động trong không gian với năng lượng cao. Các sự kiện năng lượng cao đến cỡ {{Gaps|3,0|u=× 10<sup>20</sup> eV}} đã được ghi nhận.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Halzen | first = F.
 | authorlink1 = Francis Halzen
 | last2 = Hooper | first2 = D.
 | year = 2002
 | title = High-energy neutrino astronomy: the cosmic ray connection
 | journal = Reports on Progress in Physics
 | volume = 66 | pages = 1025–1078
 | bibcode = 2002RPPh...65.1025H
 | doi =10.1088/0034-4885/65/7/201
|arxiv = astro-ph/0204527
 | issue = 7 }}</ref> Khi những hạt này va chạm với các nucleon trong [[khí quyển Trái Đất]], một trận mưa các hạt được tạo ra, bao gồm các [[pion]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Ziegler | first = J.F.
 | title = Terrestrial cosmic ray intensities
 | url = https://archive.org/details/sim_ibm-journal-of-research-and-development_1998-01_42_1/page/117 | journal = IBM Journal of Research and Development
 | volume = 42 | issue = 1 | pages = 117–139
 | doi =10.1147/rd.421.0117 | year = 1998
}}</ref> Hơn một nửa bức xạ vũ trụ được quan sát trên bề mặt Trái Đất có chứa các [[muon]]. Muon là một hạt loại lepton hình thành tại thượng tầng khí quyển sau quá trình phân rã của một pion.
:{{SubatomicParticle|Pion-|link=yes}} → {{SubatomicParticle|Muon|link=yes}} + {{SubatomicParticle|Muon antineutrino|link=yes}}
Đến lượt muon, nó có thể phân rã thành electron hoặc positron.<ref>
{{chú thích báo
 | last = Sutton | first = C.
 | date = ngày 4 tháng 8 năm 1990
 | title = Muons, pions and other strange particles
 | url = https://www.newscientist.com/article/mg12717284.700-muons-pions-and-other-strange-particles-.html
 | work = New Scientist
 | access-date = ngày 28 tháng 8 năm 2008}}</ref>
:{{SubatomicParticle|Muon}} → {{SubatomicParticle|Electron}} + {{SubatomicParticle|Electron antineutrino|link=yes}} + {{SubatomicParticle|Muon neutrino|link=yes}}

==Quan sát==
[[Tập tin:Aurore australe - Aurora australis.jpg|phải|nhỏ|alt=A swirling green glow in the night sky above snow-covered ground|Hiện tượng [[cực quang]] phần lớn do các electron năng lượng cao va chạm với bầu [[khí quyển]].<ref>{{chú thích báo
 |last=Wolpert
 |first=S.
 |date=ngày 24 tháng 7 năm 2008
 |title=Scientists solve 30-year-old aurora borealis mystery
 |url=http://www.universityofcalifornia.edu/news/article/18277
 |publisher=University of California
 |access-date=ngày 11 tháng 10 năm 2008
 |url-status=dead
 |archive-date=ngày 17 tháng 8 năm 2008
 |df=
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080817094058/http://www.universityofcalifornia.edu/news/article/18277
 }}</ref>]]
Quan sát electron từ xa đòi hỏi việc đo được năng lượng bức xạ của chúng. Ví dụ, trong môi trường năng lượng cao như ở [[vành nhật hoa]] của một ngôi sao, các electron tự do tạo thành trạng thái [[plasma]] phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ [[Bremsstrahlung]]. Khí electron có thể biểu hiện [[dao động plasma]], đó là những sóng gây bởi những biến đổi đồng bộ trong mật độ electron, và những sóng này tạo ra phát xạ năng lượng có thể phát hiện được nhờ quan sát qua [[kính thiên văn vô tuyến]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Gurnett | first = D.A.
 | last2 = Anderson | first2 = R.
 | year = 1976
 | title = Electron Plasma Oscillations Associated with Type III Radio Bursts
 | journal = Science
 | volume = 194 | issue = 4270 | pages = 1159–1162
 | doi =10.1126/science.194.4270.1159
 | pmid =17790910
|bibcode = 1976Sci...194.1159G }}</ref>

[[Tần số]] của một [[photon]] tỷ lệ với năng lượng của nó. Khi một electron liên kết trong nguyên tử chuyển trạng thái giữa các mức năng lượng khác nhau, nó hấp thụ hoặc phát ra photon ở những tần số đặc trưng. Ví dụ, khi chiếu nguồn bức xạ phổ liên tục vào các nguyên tử sẽ xuất hiện các vạch phổ hấp thụ đặc trưng trong quang phổ của bức xạ phản xạ. Mỗi nguyên tố hoặc phân tử thể hiện một lớp đặc trưng các vạch quang phổ, như [[các vạch quang phổ hiđrô|các vạch quang phổ hydro]]. Những phép đo lường [[phổ học|quang phổ]] về cường độ và bề rộng của các vạch này cho phép xác định được thành phần và tính chất vật lý của một chất cần xác định.<ref>
{{chú thích web
 | last = Martin | first = W.C.
 | last2 = Wiese | first2 = W.L.
 | year = 2007
 | title = Atomic Spectroscopy: A Compendium of Basic Ideas, Notation, Data, and Formulas
 | url = http://physics.nist.gov/Pubs/AtSpec/
 | publisher = [[Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật quốc gia (Hoa Kỳ)|National Institute of Standards and Technology]]
 | access-date = ngày 8 tháng 1 năm 2007}}</ref><ref>
{{chú thích sách
 | last = Fowles | first = G.R.
 | year = 1989
 | title = Introduction to Modern Optics
 | url = https://books.google.com/?id=SL1n9TuJ5YMC&pg=PA227
 | pages = 227–233
 | publisher = [[Dover Publications|Courier Dover]]
 | isbn = 978-0-486-65957-2
}}</ref>

Trong điều kiện của phòng thí nghiệm, có thể quan sát tương tác của từng electron đơn lẻ nhờ các [[Máy gia tốc hạt lớn|máy gia tốc hạt nhân]], mà cho phép đo những tính chất cụ thể như năng lượng, spin và điện tích.<ref name="grupen"/> Nhờ sự phát triển của các kỹ thuật bẫy ion như [[bẫy ion bốn cực|bẫy Paul]] và [[bẫy Penning]] cho phép giam giữ các hạt mang điện trong một thể tích đủ nhỏ với thời gian dài. Điều này đã cho phép đo lường các tính chất cũng như thao tác lên những hạt này. Ví dụ, bẫy Penning từng được ứng dụng để chứa một electron đơn lẻ trong thời gian 10 tháng.<ref name="nobel1989">
{{chú thích web
 | author = Staff
 | year = 2008
 | title = The Nobel Prize in Physics 1989
 | url = http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/illpres/
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 24 tháng 9 năm 2008}}</ref> Mômen từ của electron đã được đo với độ chính xác đến 11 chữ số thập phân mà vào năm 1980, độ chính xác này còn lớn hơn độ chính xác đo được của bất kỳ các hằng số vật lý khác.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Ekstrom | first = P.
 | year = 1980
 | title = The isolated Electron
 | url = http://tf.nist.gov/general/pdf/166.pdf
 | journal = [[Scientific American]]
 | volume = 243 | issue = 2 | pages = 91–101
 | access-date = ngày 24 tháng 9 năm 2008 | doi = 10.1038/scientificamerican0880-104
 | last2 = Wineland
 | first2 = David
| bibcode = 1980SciAm.243b.104E}}</ref>

Bộ phim chụp ảnh đầu tiên về sự phân bố năng lượng của electron đã được thực hiện bởi một đội các nhà vật lý tại [[Đại học Lund]] ở Thụy Điển vào tháng 2 năm 2008. Họ đã sử dụng một xung nhịp ánh sáng cực ngắn, hay gọi là các xung [[atto giây]], cho phép lần đầu tiên chụp ảnh được chuyển động của một electron.<ref>
{{chú thích web
 | last = Mauritsson | first = J.
 | title = Electron filmed for the first time ever
 | url = http://www.atto.fysik.lth.se/video/pressrelen.pdf
 | publisher = Lund University
 | access-date = ngày 17 tháng 9 năm 2008 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20090325194101/http://www.atto.fysik.lth.se/video/pressrelen.pdf
 | archive-date = ngày 25 tháng 3 năm 2009
}}</ref><ref name=Mauritsson>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Mauritsson | first = J.
 | year = 2008
 | title = Coherent Electron Scattering Captured by an Attosecond Quantum Stroboscope
 | journal = Physical Review Letters
 | volume = 100 | page = 073003
 | doi =10.1103/PhysRevLett.100.073003
| bibcode=2008PhRvL.100g3003M
 | pmid=18352546
 | issue = 7
|arxiv = 0708.1060|display-authors=etal}}</ref>

Sự phân bố của các electron trong chất rắn có thể được biểu hiện nhờ kỹ thuật [[chụp quang phổ bức xạ phân giải góc]] (angle-resolved photoemission spectroscopy, ARPES). Kỹ thuật này ứng dụng hiệu ứng quang điện để đo hàm phân bố không gian giàn tinh thể—một hàm toán học biểu diễn đặc tính cấu trúc tuần hoàn được áp dụng để suy đoán ra cấu trúc ban đầu của tinh thể. ARPES được ứng dụng để xác định hướng, tốc độ và sự tán xạ của các electron bên trong vật liệu.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Damascelli | first = A.
 | year = 2004
 | title = Probing the Electronic Structure of Complex Systems by ARPES
 | journal = Physica Scripta
 | volume = T109 | pages = 61–74
 | doi =10.1238/Physica.Topical.109a00061
|arxiv = cond-mat/0307085 |bibcode = 2004PhST..109...61D }}</ref>

==Các ứng dụng plasma==

===Chùm hạt===
[[Tập tin:Nasa Shuttle Test Using Electron Beam full.jpg|nhỏ|phải|alt=A violet beam from above produces a blue glow about a Space shuttle model|Trong thử nghiệm ở một [[buồng gió]] của [[NASA]], một mô hình thu nhỏ của [[tàu con thoi]] được chiếu bằng một chùm các electron, nhằm mô phỏng hiệu ứng khí [[ion hóa]] trong quá trình [[trở lại bầu khí quyển của trái đất]] của con tàu.<ref>
{{chú thích web
 |author=Staff
 |date=ngày 4 tháng 4 năm 1975
 |title=Image # L-1975-02972
 |url=http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-003012.html
 |publisher=[[Trung tâm Nghiên cứu Langley]], NASA
 |access-date = ngày 20 tháng 9 năm 2008 |url-status=dead
 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20081207041522/http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-003012.html
 |archive-date=ngày 7 tháng 12 năm 2008
 |df=
}}</ref>]]

Trong công nghệ và kỹ thuật, các [[Tia âm cực|chùm tia electron]] đã được ứng dụng để thực hiện [[hàn bằng chùm electron]] giữa hai loại vật liệu.<ref>{{chú thích web
 | last = Elmer
 | first = J.
 | date = ngày 3 tháng 3 năm 2008
 | title = Standardizing the Art of Electron-Beam Welding
 | url = https://www.llnl.gov/str/MarApr08/elmer.html
 | publisher = [[Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore]]
 | access-date = ngày 16 tháng 10 năm 2008
 | archive-date = ngày 20 tháng 9 năm 2008 | archive-url = https://web.archive.org/web/20080920142328/https://www.llnl.gov/str/MarApr08/elmer.html
 | url-status=dead
 }}</ref> Chúng cho phép mật độ năng lượng của chùm tia hàn lên tới 10<sup>7</sup>&nbsp;W·cm<sup>−2</sup> được tập trung trong một hình nón tròn đường kính cỡ {{nowrap|0,1–1,3 mm}} mà thường không cần đòi hỏi phải có lớp vật liệu đệm thứ 3. Kỹ thuật hàn này phải được thực hiện trong chân không để tránh các electron va chạm với một trường khí xung quanh trước khi chúng đến được vật liệu cần hàn, và nó có thể được sử dụng để nối các loại vật liệu dẫn điện mà những biện pháp hàn khác không phù hợp để áp dụng.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Schultz | first = H.
 | year = 1993
 | title = Electron Beam Welding
 | url = https://books.google.com/?id=I0xMo28DwcIC&pg=PA2
 | pages = 2–3
 | publisher = [[Woodhead Publishing]]
 | isbn = 978-1-85573-050-2
}}</ref><ref>
{{chú thích sách
 | last = Benedict | first = G.F.
 | year = 1987
 | title = Nontraditional Manufacturing Processes
 | url = https://books.google.com/?id=xdmNVSio8jUC&pg=PA273
 | series = Manufacturing engineering and materials processing
 | volume = 19 | page = 273
 | publisher = [[CRC Press]]
 | isbn = 978-0-8247-7352-6
}}</ref>

[[Quang khắc chùm điện tử]] (EBL) là phương pháp tạo các chi tiết bán dẫn ở mức phân giải nhỏ hơn 1 [[micrômét|µm]].<ref>
{{Chú thích hội thảo
 | last = Ozdemir | first = F.S.
 | date = June 25–27, 1979
 | title = Electron beam lithography
 | url = http://portal.acm.org/citation.cfm?id=800292.811744
 | work = Proceedings of the 16th Conference on Design automation
 | pages = 383–391
 | publisher = [[IEEE Press]]
 | location = San Diego, CA
 | access-date = ngày 16 tháng 10 năm 2008}}</ref> Kỹ thuật này có hạn chế là giá thành cao, tốc độ sản xuất chậm, cần phải vận hành chùm điện tử trong môi trường chân không cao và các electron có xu hướng tán xạ trên bề mặt vật liệu. Độ phân giải tối đa của phương pháp này vào khoảng 10&nbsp;nm. Vì lý do này, EBL được ứng dụng chủ yếu cho sản xuất một số nhỏ các [[vi mạch]] chuyên biệt.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Madou | first = M.J.
 | year = 2002
 | edition = 2nd
 | title = Fundamentals of Microfabrication: the Science of Miniaturization
 | url = https://books.google.com/?id=9bk3gJeQKBYC&pg=PA53
 | pages = 53–54
 | publisher = CRC Press
 | isbn = 978-0-8493-0826-0
}}</ref>

Phương pháp [[xử lý chùm điện tử]] (electron-beam processing, hoặc electron irradiation EBI) được ứng dụng để làm thay đổi các đặc tính của vật liệu hoặc [[khử trùng]] trong y học và thực phẩm bằng cách chiếu chùm điện tử vào sản phẩm.<ref>
{{Chú thích hội thảo
 | last = Jongen | first = Y.
 | last2 = Herer | first2 = A.
 | date = May 2–5, 1996
 | title = Electron Beam Scanning in Industrial Applications
 | work =APS/AAPT Joint Meeting
 | publisher = [[American Physical Society]]
 | bibcode =1996APS..MAY.H9902J
}}</ref> Chùm electron hóa lỏng hoặc làm tan chảy thủy tinh mà không gây tăng nhiều nhiệt độ khi thực hiện chiếu với cường độ cao: ví dụ bức xạ electron mạnh gây ra sự giảm độ nhớt ở nhiều bậc độ lớn và làm giảm từng bước năng lượng hoạt hóa của nó.<ref>{{Chú thích tạp chí
 | last1 = Mobus | first1 = G. 
 | display-authors = etal 
 | year = 2010 
 | title =  Nano-scale quasi-melting of alkali-borosilicate glasses under electron irradiation
 | journal = Journal of Nuclear Materials 
 | volume = 396 | issue = 2–3| pages = 264–271 
 | doi = 10.1016/j.jnucmat.2009.11.020 
 | bibcode = 2010JNuM..396..264M 
}}</ref>

Các [[máy gia tốc quỹ đạo thẳng]] (linear particle accelerator) tạo ra những chùm electron cho chùm sáng dùng để điều trị các khối u trên bề mặt trong [[trị liệu bức xạ]]. [[Trị liệu điện tử]] (electron therapy) có thể điều trị các thương tổn ở da như [[ung thư tế bào đáy]] bởi vì một chùm electron chỉ có thể thâm nhập xuống một độ sâu nhất định trước khi bị hấp thụ, thường là đến 5&nbsp;cm đối với electron có năng lượng trong phạm vi 5–20&nbsp;MeV. Một chùm electron có thể được sử dụng phối hợp với chiếu xạ tia X trong điều trị bệnh.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last1 = Beddar | first1 = A.S.
 | last2 = Domanovic | first2 = Mary Ann
 | last3 = Kubu | first3 = Mary Lou
 | last4 = Ellis | first4 = Rod J.
 | last5 = Sibata | first5 = Claudio H.
 | last6 = Kinsella | first6 = Timothy J.
 | title = 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 | journal = [[AORN Journal]] | year = 2001
 | volume = 74 | issue = 5 | pages = 700–705
 | doi =10.1016/S0001-2092(06)61769-9
| pmid = 11725448
 }}</ref><ref>
{{chú thích web
 | last = Gazda | first = M.J.
 | last2 = Coia | first2 = L.R.
 | date = ngày 1 tháng 6 năm 2007
 | title = Principles of Radiation Therapy
 | url = http://www.thymic.org/uploads/reference_sub/02radtherapy.pdf
 | access-date = ngày 31 tháng 10 năm 2013}}</ref>

Các [[máy gia tốc hạt]] sử dụng điện trường để đẩy các electron và phản hạt của chúng lên mức năng lượng cao. Những hạt này phát ra bức xạ đồng bộ khi chúng bay qua từ trường. Cường độ của bức xạ đồng bộ phụ thuộc vào phân cực spin của chùm electron—quá trình được gọi là [[hiệu ứng Sokolov–Ternov]].{{refn|Sự phân cực của một chùm electron có nghĩa là spin của mọi electron chỉ theo cùng một hướng. Nói cách khác, hình chiếu spin của mọi electron lên vectơ động lượng của chúng có cùng dấu.|group=gc}} Các chùm electron phân cực được ứng dụng trong nhiều thí nghiệm khác nhau. Bức xạ [[synchrotron]] có thể dùng làm [[Radiation damping|mát]] chùm electron với mục đích làm giảm sự phân tán động lượng của chùm hạt. Các chùm electron và positron được cho va chạm với nhau trong máy gia tốc khi chúng đạt đến mức năng lượng yêu cầu; các [[máy dò hạt]] (particle detector) quan sát năng lượng của bức xạ phát ra, ghi lại những thông tin và tính chất cần nghiên cứu trong [[vật lý hạt]].<ref>{{chú thích sách
 | last = Chao | first = A.W.
 | last2 = Tigner | first2 = M.
 | year = 1999
 | title = Handbook of Accelerator Physics and Engineering
 | url = https://books.google.com/?id=Z3J4SjftF1YC&pg=PA155
 | publisher = World Scientific
 | pages = 155, 188
 | isbn = 978-981-02-3500-0
}}</ref>

===Chụp ảnh===
[[Nhiễu xạ electron năng lượng thấp]] (Low-energy electron diffraction, LEED) là một phương pháp bắn vào vật liệu có cấu trúc tinh thể bằng một [[chùm chuẩn trực|chùm electron chuẩn trực]] sau đó quan sát hình ảnh nhiễu xạ giúp xác định lên cấu trúc của vật liệu. Năng lượng đòi hỏi của các electron ở những chùm này trong khoảng 20–200&nbsp;eV.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Oura | first = K.
 | year = 2003
 | title = Surface Science: An Introduction
 | url = https://archive.org/details/surfacesciencein00kour | pages = [https://archive.org/details/surfacesciencein00kour/page/n12 1]–45
 | publisher = Springer Science+Business Media
 | isbn = 978-3-540-00545-2
|display-authors=etal}}</ref> Kỹ thuật [[phản xạ nhiễu xạ electron năng lượng cao]] (reflection high-energy electron diffraction, RHEED) sử dụng sự phản xạ của một chùm electron bắn đến với nhiều góc hẹp khác nhau để nghiên cứu đặc trưng bề mặt của vật liệu có cấu trúc tinh thể. Chùm năng lượng thường nằm trong khoảng 8–20&nbsp;keV và góc bắn electron thường bằng 1–4°.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Ichimiya | first = A.
 | last2 = Cohen | first2 = P.I.
 | year = 2004
 | title = Reflection High-energy Electron Diffraction
 | url = https://books.google.com/?id=AUVbPerNxTcC&pg=PA1
 | page = 1
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-45373-8
}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Heppell | first = T.A.
 | year = 1967
 | title = A combined low energy and reflection high energy electron diffraction apparatus
 | journal = [[Measurement Science and Technology|Journal of Scientific Instruments]]
 | volume = 44 | pages = 686–688
 | doi =10.1088/0950-7671/44/9/311
|bibcode = 1967JScI...44..686H
 | issue = 9 }}</ref>

[[Kính hiển vi điển tử]] hoạt động dựa trên nguyên lý tập trung chùm electron vào một mẫu vật. Một số electron sau khi va chạm vào mẫu vật thì bị thay đổi đặc tính, như hướng chuyển động, góc phản xạ và pha tương đối cũng như năng lượng bị giảm đi. Các nhà hiển vi học ghi lại những thay đổi này từ chùm electron để tái tạo ra những bức ảnh về mẫu vật.<ref>
{{chú thích web
 | last = McMullan | first = D.
 | year = 1993
 | title = Scanning Electron Microscopy: 1928–1965
 | url = http://www-g.eng.cam.ac.uk/125/achievements/mcmullan/mcm.htm
 | publisher = University of Cambridge
 | access-date = ngày 23 tháng 3 năm 2009}}</ref> Trong ánh sáng xanh lam, các [[kín hiển vi quang học]] thông thường có giới hạn nhiễu xạ phân giải ở kích thước 200&nbsp;nm.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Slayter | first = H.S.
 | year = 1992
 | title = Light and electron microscopy
 | url = https://books.google.com/?id=LlePVS9oq7MC&pg=PA1
 | page = 1
 | publisher = Cambridge University Press
 | isbn = 978-0-521-33948-3
}}</ref> So sánh với kính hiển vi điện tử, loại này bị giới hạn bởi [[sóng vật chất|bước sóng de Broglie]] của electron. Ví dụ, bước sóng này bằng 0,0037&nbsp;nm đối với những electron được gia tốc trong điện trường cỡ 100.000 [[volt]].<ref>
{{chú thích sách
 | last = Cember | first = H.
 | year = 1996
 | title = Introduction to Health Physics
 | url = https://books.google.com/?id=obcmBZe9es4C&pg=PA42
 | pages = 42–43
 | publisher = McGraw-Hill Professional
 | isbn = 978-0-07-105461-4
}}</ref> [[Kính hiển vi truyền điện tử hiệu chỉnh quang sai]] (Transmission Electron Aberration-Corrected Microscope) có độ phân giải dưới 0,05&nbsp;nm, đủ để phân biệt được từng nguyên tử.<ref>
{{Chú thích tạp chí
 | last = Erni | first = R.
 | year = 2009
 | title = Atomic-Resolution Imaging with a Sub-50-pm Electron Probe
 | journal = Physical Review Letters
 | volume = 102 | issue = 9 | page = 096101
 | doi =10.1103/PhysRevLett.102.096101
 | pmid = 19392535
 | bibcode = 2009PhRvL.102i6101E
 | display-authors = etal
 | url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc927376/
}}</ref> Khả năng này mang lại những lợi thế cho sử dụng kính hiển vi điện tử trong phòng thí nghiệm để chụp các bức ảnh có độ phân giải cao. Tuy nhiên, kính hiển vi điện tử là những thiết bị đắt tiền và tốn nhiều chi phí hoạt động và bảo trì.

Có hai loại kính hiển vi điện tử: Loại [[Kính hiển vi điện tử truyền qua|truyền qua]] và [[Kính hiển vi điện tử quét|loại quét bề mặt]]. Kính hiển vi điện tử truyền qua hoạt động giống như một máy chiếu, với một chùm electron được cho chiếu qua một lát vật liệu sau đó nó được hội tụ trên phim âm bản hoặc cảm biến [[CCD]]. Kính hiển vi điện tử quét bề mặt dùng chùm electron quét lên bề mặt mẫu vật, giống như hiển thị trên ti vi màn hình ống, để thu được bức ảnh về nó. Độ phóng đại của hai loại kính này vào cỡ 100× đến 1.000.000. [[Kính hiển vi quét xuyên hầm]] sử dụng hiệu ứng chui hầm lượng tử của electron từ mũi nhọn của một đầu dò kim loại để nghiên cứu vật liệu và tạo ra bức ảnh bề mặt vật liệu có độ phân giải cao.<ref name="bozzola_1999">
{{chú thích sách
 | last = Bozzola | first = J.J.
 | last2 = Russell | first2 = L.D.
 | year = 1999
 | title = Electron Microscopy: Principles and Techniques for Biologists
 | url = https://books.google.com/?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA12
 | publisher = Jones & Bartlett Publishers
 | pages = 12, 197–199
 | isbn = 978-0-7637-0192-5
}}</ref><ref>
{{chú thích sách
 | last = Flegler | first = S.L.
 | last2 = Heckman Jr. | first2 = J.W.
 | last3 = Klomparens | first3 = K.L.
 | year = 1995
 | title = Scanning and Transmission Electron Microscopy: An Introduction
 | url = https://archive.org/details/scanningtransmis0000fleg_a7x2 | publisher = Oxford University Press
 | pages = [https://archive.org/details/scanningtransmis0000fleg_a7x2/page/43 43]–45 | edition = Reprint
 | isbn = 978-0-19-510751-7
}}</ref><ref>
{{chú thích sách
 | last = Bozzola | first = J.J.
 | last2 = Russell | first2 = L.D.
 | year = 1999
 | title = Electron Microscopy: Principles and Techniques for Biologists
 | url = https://books.google.com/?id=RqSMzR-IXk0C&pg=PA9
 | publisher = Jones & Bartlett Publishers
 | edition = 2nd | page = 9
 | isbn = 978-0-7637-0192-5
}}</ref>

===Các ứng dụng khác===
Trong [[laser electron tự do]] (FEL), một chùm electron tương đối tính đi qua dãy các [[nam châm lưỡng cực]] (undulator) bị đổi hướng luân phiên do hướng của từ trường tạo bởi dãy các nam châm này. Vì đổi hướng luân phiên như vậy nên các electron phát ra bức xạ synchrotron một cách nhịp nhàng và đều đặn, bức xạ được khuếch đại ở tần số cộng hưởng. FEL có thể phát ra bức xạ điện từ với độ rọi cao trong dải tần số rộng, từ [[sóng vi ba]] cho đến tia X mềm. Những thiết bị này được sử dụng trong sản xuất, viễn thông, và trong các ứng dụng y tế, như phẫu thuật các mô mềm.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Freund | first = H.P.
 | last2 = Antonsen | first2 = T.
 | year = 1996
 | title = Principles of Free-Electron Lasers
 | url = https://books.google.com/?id=73w9tqTgbiIC&pg=PA1
 | pages = 1–30
 | publisher = Springer
 | isbn = 978-0-412-72540-1
}}</ref>

[[Ống tia âm cực]] chứa electron, mà đã từng được sử dụng thường xuyên cho các màn hình hiển thị tại nhiều thiết bị thí nghiệm, [[màn hình máy tính]] và [[máy truyền hình]].<ref>
{{chú thích sách
 | last = Kitzmiller | first = J.W.
 | year = 1995
 | title = Television Picture Tubes and Other Cathode-Ray Tubes: Industry and Trade Summary
 | pages = 3–5
 | publisher = Diane Publishing
 | isbn = 978-0-7881-2100-5
}}</ref> Trong một [[đèn nhân quang điện]], mỗi photon va chạm đến [[âm cực quang]] khởi tạo ra một luồng các electron để hình thành một xung dòng điện mà bộ dò phát hiện được.<ref>
{{chú thích sách
 | last = Sclater | first = N.
 | year = 1999
 | title = Electronic Technology Handbook
 | url = https://archive.org/details/electronicstechn0000scla | pages = [https://archive.org/details/electronicstechn0000scla/page/227 227]–228
 | publisher = McGraw-Hill Professional
 | isbn = 978-0-07-058048-0
}}</ref> [[đèn điện tử chân không|Ống điện tử chân không]] sử dụng luồng các electron để thao tác lên tín hiệu điện, và chúng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ điện tử. Tuy nhiên, ngày nay chúng đã bị thay thế bởi các thiết bị [[chất bán dẫn|bán dẫn]] như [[transistor]].<ref>
{{chú thích web
 | author = Staff
 | year = 2008
 | title = The History of the Integrated Circuit
 | url = http://nobelprize.org/educational_games/physics/integrated_circuit/history/
 | publisher = The Nobel Foundation
 | access-date = ngày 18 tháng 10 năm 2008}}</ref>

==Xem thêm==
{{Portal|Vật lý}}
{{div col|colwidth=20em}}
* [[Anyon]]
* [[Hạt beta]]
* [[Electride]]
* [[Bọt electron]]
* [[G-factor (physics)|''g''-factor]]
* [[Lepton]]
* [[Danh sách hạt cơ bản]]
* [[Điện tử học spin]]
* [[Thí nghiệm Stern–Gerlach]]
* [[Hiệu ứng Zeeman]]
{{div col end}}

==Ghi chú==
{{tham khảo|group=gc|30em}}

==Tham khảo==
{{tham khảo|30em|refs=
<ref name="buchwald1">
{{chú thích sách
 | last = Buchwald | first = J.Z.
 | last2 = Warwick | first2 = A.
 | year = 2001
 | title = Histories of the Electron: The Birth of Microphysics
 | url = https://books.google.com/?id=1yqqhlIdCOoC&pg=PA195
 | pages = 195–203
 | publisher = [[MIT Press]]
 | isbn = 978-0-262-52424-7
|ref=refBaW2001}}</ref>

<ref name="thomson">
{{Chú thích tạp chí
 | last = Thomson | first = J.J.
 | year = 1897
 | title = Cathode Rays
 | url = http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/thomson1897.html
 | journal = Philosophical Magazine
 | volume = 44 | pages = 293–316
 | doi = 10.1080/14786449708621070
 | issue = 269
}}</ref>

<ref name=CODATA2018>
{{chú thích web
 |first1=P.J. |last1=Mohr
 |first2=B.N. |last2=Taylor
 |first3=D.B. |last3=Newell
 |title=2018 CODATA recommended values
 |department=National Institute of Standards and Technology
 |publisher=U.S. Department of Commerce |place=Gaithersburg, MD
 |url=https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html
 |quote=This database was developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova.
}}</ref>

<ref name="2014 CODATA">
{{chú thích web
 |first1=P.J. |last1=Mohr
 |first2=B.N. |last2=Taylor
 |first3=D.B. |last3=Newell
 |title=CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2014 
 |department=National Institute of Standards and Technology
 |publisher=U.S. Department of Commerce |place=Gaithersburg, MD
 |url=https://www.nist.gov/publications/codata-recommended-values-fundamental-physical-constants-2014
 |quote=This database was developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova.
}}</ref>

<ref name="anastopoulos1">
{{chú thích sách
 | last = Anastopoulos | first = C.
 | title = Particle Or Wave: The Evolution of the Concept of Matter in Modern Physics
 | pages = 236–237
 | publisher = Princeton University Press | year = 2008
 | isbn = 978-0-691-13512-0
 | url = https://books.google.com/books?id=rDEvQZhpltEC&pg=PA236
}}</ref>

<ref name="DictOrigins">
{{chú thích sách
 | last = Shipley | first = J.T.
 | year = 1945
 | title = Dictionary of Word Origins
 | url = https://archive.org/details/dictionaryofword00ship | page = [https://archive.org/details/dictionaryofword00ship/page/133 133]
 | publisher = The Philosophical Library
 | isbn = 978-0-88029-751-6
}}</ref>

<ref name=HakenWolfBrewer2005>
{{chú thích sách	
 | last = Haken | first = H.
 | last2 = Wolf | first2 = H.C.
 | last3 = Brewer | first3 = W.D.
 | year = 2005
 | title = The Physics of Atoms and Quanta: Introduction to Experiments and Theory
 | url = https://books.google.com/?id=SPrAMy8glocC&pg=PA70
 | publisher = Springer
 | page = 70
 | isbn = 978-3-540-67274-6	
}}</ref>

}}

==Liên kết ngoài==
{{Wikiquote}}
{{Wikisource1911Enc|Electron}}
* {{Thể loại Commons nội dòng|Electrons}}
* {{Britannica|183374|Electron (subatomic particle)}}
* {{TĐBKVN|34760|Điện tử}}
** {{TĐBKVN|4598|Tương tác điện từ}}
** {{TĐBKVN|4599|Tương tác điện - yếu}}
* {{chú thích web
 | title = The Discovery of the Electron
 | url = http://www.aip.org/history/electron/
 | publisher = [[American Institute of Physics]], Center for History of Physics
 | ngày truy cập = 2019-06-03
 | archive-date = 2008-03-16
 | archive-url = https://web.archive.org/web/20080316233916/http://www.aip.org/history/electron/
 | url-status = dead
 }}
* {{chú thích web
 | title = Particle Data Group
 | url = http://pdg.lbl.gov/
 | publisher = [[Đại học California]]
}}
* {{chú thích sách
 | last = Bock | first = R.K.
 | last2 = Vasilescu | first2 = A.
 | year = 1998
 | title = The Particle Detector BriefBook
 | url = http://physics.web.cern.ch/Physics/ParticleDetector/BriefBook/
 | edition = 14th
 | publisher = Springer
 | isbn = 978-3-540-64120-9
}}
* {{chú thích web|last=Copeland|first=Ed|title=Spherical Electron|url=http://www.sixtysymbols.com/videos/electron_sphere.htm|work=Sixty Symbols|publisher=[[Brady Haran]] dành cho [[Đại học Nottingham]]}}
* {{chú thích web
 |url=https://arxiv.org/abs/astro-ph/0511620
 |title=Increase of the electron-positron Hawking radiation from Schwarzschild black holes by Dirac monopoles
 |author= Yu. P. Goncharov 
 |date=2005-11-21
 |access-date = 2021-08-17
 |publisher=[[:en:International Journal of Modern Physics|International Journal of Modern Physics]]
 |pages=761-777
 |language=
 |format=[https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0511620.pdf PDf]
 |doi=10.1142/S0217751X04017616
}}
{{Thanh cổng thông tin|Thiên nhiên|Công nghệ|Vật lý|Khoa học|Thiên văn học|Hóa học|Công nghệ|Sao}}
{{Hạt cơ bản}}
{{Hấp dẫn lượng tử}}
{{Điện động lực học lượng tử}}
{{Công nghệ}} 
{{Khoa học thông tin lượng tử}}
{{Kiểm soát tính nhất quán}}{{Sao chọn lọc|phiên bản chọn lọc=65520722|thời gian=20 tháng 8 năm 2021}}
[[Thể loại:Điện hóa]]
[[Thể loại:Điện tử học spin]]
[[Thể loại:Lepton]]
[[Thể loại:Electron]]