Почему электрон заряжен отрицательно и в чем разница между отрицательным и положительным зарядом?

В квантовой теории элементарных частиц (в смысле неприводимого представления группы Пуанкаре с массой$m$и вращение (спиральность)$s$) если какой-то оператор$\hat{Q}$внутренней симметрии коммутирует (как заряд электрического заряда) с гамильтонианом$\hat{H}$данной теории поля должны существовать

Итак, вы видите два факта: частица имеет заряд, равный заряду соответствующей античастицы со знаком минус; установка знака заряда частицы носит формальный характер. Мы можем установить заряд позитрона как отрицательный, физика не изменится.

Заряд есть только мера взаимодействия. Давайте посмотрим это на простом примере.

Мы знаем, что между двумя электронами существует взаимодействие, которое нельзя назвать гравитационным (они отталкиваются). Также мы знаем, что протон и электрон притягиваются (это взаимодействие также нельзя назвать гравитационным, потому что оно сильнее его). Тогда мы знаем, что эта сила взаимодействия в простейшем случае совпадает с$\frac{1}{r^{2}}$закона, а мера взаимодействия постоянна во времени. Нам нужно построить теорию с этими свойствами. Заряд данной частицы, как (для простоты) масса при гравитационном взаимодействии, говорит нам о ее участии во взаимодействии.

Если мы переобозначим все положительные электрические заряды как отрицательные и наоборот, сохранив при этом их абсолютное значение, физика в результате будет такой же. Таким образом, точный выбор является просто вопросом соглашения.

Имеет значение лишь то, что электрические заряды протона и электрона противоположны ($Q_\text{proton}=-Q_\text{electron}$). Плата является аддитивной, это означает, что если у вас есть одна система с платой$Q_1$и другая система с платой$Q_2$, объединенная система имеет заряд$Q_1+Q_2$(сумма этих расходов).

Заряд электрона противоположен заряду протона, поэтому комбинация равного числа протонов и электронов имеет нулевой суммарный заряд, т.е. электрически нейтральна. Одной из таких комбинаций (вплоть до дополнительных других частиц (нейтронов)) является обычный (не ионизированный) атом.

Понятие электрического заряда вводится для объяснения экспериментов (первоначально из статического электричества). Выяснено, что необходимы только два вида зарядов, и чтобы различать их и различать, им даны метки. Наиболее удобная метка — положительная и отрицательная (в этом есть некоторые математические преимущества). Это чистая условность, что протонам приписывается положительный заряд, а электронам — отрицательный.

Установлено, что все заряды одного типа отталкиваются, а заряды разных типов притягиваются.

Все частицы, по-видимому, сгруппированы по двум различным полярностям в зависимости от характера притяжения или отталкивания. Говорят, что частицы, отталкивающие друг друга, имеют одинаковые заряды. Те, что притягиваются друг к другу, имеют разные заряды. Быть положительным или отрицательным зарядом - вопрос условности, уже принятой мировым научным сообществом.

Заряд — это свойство, которым обладает тело, когда существует внутренний дисбаланс числа частиц, несущих разную полярность, основанный на притяжении или отталкивании.