Magnetisk øyeblikk av spinn

I fysikk representerer det magnetiske momentet for spinn det magnetiske øyeblikket assosiert med vinkelmomentet for spinn ( spinn ) til en partikkel. Dette magnetiske øyeblikket på grunn av spinnet kalles også indre magnetisk øyeblikk fordi det er uavhengig av banevinkelmomentet .

Definisjon - Bohr Magneton

For elektronet , som har en spinn , masse og en Landé-faktor , får vi følgende "magnetiske kvante", kalt Bohr magneton : $s = 1/2$ $m _ {{{\ rm {e}}}}$ ${\ displaystyle g _ {\ rm {B}} = - 2}$

{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {B}} = {\ frac {e \ hbar} {2m _ {\ rm {e}}}} = - g _ {\ rm {B}} {\ frac {e \ hbar} {4m _ {\ rm {e}}}}}

Definisjon - kjernemagneton

Atommagnetonet er Bohr-magnetonet, men med massen av protonen i stedet for elektronens og : ${\ displaystyle g _ {\ rm {N}} = + 2}$

{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {N}} = {\ frac {e \ hbar} {2m _ {\ rm {p}}}} = g _ {\ rm {N}} {\ frac {e \ hbar} {4m _ {\ rm {p}}}}}

Definisjon - Landé-faktor

Vi forbinder med en partikkel av ladning , masse og gitt spinn et magnetisk moment av spinn : $q$ $m$ ${\ vec {S}}$

{\ vec {\ mu}} _ {S} \ = \ g \ {\ frac {q} {2m}} \ {\ vec {S}}

hvor er et rent tall, kalt Landé-faktoren (1921). Dette tallet varierer i henhold til partikkelens natur: vi har omtrent for elektronet, for protonen og for nøytronen . Landé-faktoren til det kjernemagnetonet er lik 2. Dette betyr at protonets magnetiske øyeblikk er: $g$ $g = -2$ $g = + 5,586$ $g = -3,826$

${\ displaystyle \ mu _ {\ rm {p}} \ ca 2,793 \ mu _ {\ rm {N}} = 5,586 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac { \ hbar} {2}} = g_ {p} {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}}}$ .

Det til nøytronet er:

${\ displaystyle \ mu _ {\ rm {n}} \ ca -1,913 \ mu _ {\ rm {N}} = - 3,826 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}} = g_ {n} {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}}}$ .

Legg merke til at elektronens magnetiske sentrifugeringsmoment er omtrent lik Bohr-magnetonet fordi (se nedenfor) og med, som rotasjonen til elektronet : $g \ ca. -2$ $s = 1/2$

${\ displaystyle \ mu _ {S} \ approx -2 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {e}}}} {\ frac {\ hbar} {2}} = 2 {\ frac {\ mu _ {\ rm {B}}} {2}} = \ mu _ {\ rm {B}}}$ .

Anomalt magnetisk øyeblikk av elektronet

Den Diraclikningen forutsier for elektrons Lande faktor nøyaktig lik: . Eksperimentell verdi innrømmet i 2005 er imidlertid verdt: $g = -2$

g \ \ simeq \ -2.002 \ 319 \ 304 \ 373 \ 7

Det er derfor et gap, oppdaget for første gang i 1947 i hyperfin strukturen til hydrogen og deuterium : vi snakker da om et unormalt magnetisk øyeblikk av elektronet. Den kvantefeltteori av Standardmodellen står for dette avviket med stor presisjon.

Se også

Bibliografi

Sin-Itiro Tomonaga, Historien om spinn , University of Chicago press (1997), ( ISBN 0-226-80794-0 ) Engelsk oversettelse av en bok utgitt på japansk i 1974.
Marc Knecht, "De anomale magnetiske øyeblikkene til elektronet og muonen", Poincaré-seminar (Paris, 12. oktober 2002), publisert i: Bertrand Duplantier og Vincent Rivasseau (red.), Poincaré Seminar 2002 , Progress in Mathematical Physics 30, Birkhäuser (2003), ( ISBN 3-7643-0579-7 ) Fulltekst tilgjengelig i PostScript- format .

Merknader og referanser

Selv om nøytronet har en ladning , snur det . Det tilskrives her en Landé-faktor som tilsvarer det magnetiske rotasjonsmomentet beregnet for verdien , for å sammenligne den med elektronene og protonene. $q = 0$ $1/2$ $q = e$