G-faktor

g -tényező - olyan tényező, amely a részecske giromágneses arányát a giromágneses arány klasszikus értékéhez viszonyítja:

\gamma =g\gamma _{0},

ahol a klasszikus érték

\gamma _{0}=q/{2mc},

q a részecske töltése, m a tömege, c a fény sebessége vákuumban .

Klasszikus részecskéknél a g tényező 1, a ½ spinű szabad kvantumrészecskéknél ez az érték 2 a Dirac-egyenlet szerint . Valós részecskék esetében a g -tényező kísérletileg meghatározott értéke 1-től és 2-től is eltérhet, és ez a részecske egyik jellemzője.

Néha a g -tényezőt az egyenlőség szerinti előjel figyelembevételével határozzák meg

{\boldsymbol {\mu }}_{S}={\frac {g|q|}{2mc}}{\boldsymbol {S}},

ahol μ S a részecske S spinéhez kapcsolódó mágneses momentuma .

az elektron g tényezője

A kvantumelektront leíró Dirac -egyenlet -2 értéket ad a g tényezőnek. Polycarp Kush és Foley 1947 -ben végzett kísérleti tanulmányai azonban kimutatták, hogy egy elektron g -tényezője eltér kettőtől. Ennek magyarázatát Julian Schwinger adta meg a kvantumelektrodinamika keretében . A különbség az elektron és a virtuális foton kölcsönhatásából adódik . Az elektron g -tényező kettőtől való relatív eltérésének elméleti értéke az

a={\frac {{\bigl |}|g|-2{\bigr |}}{2}}={\frac {1}{2}}{\frac {\alpha }{\pi }}-0{,}328479\left({\frac {\alpha }{\pi }}\right)^{2}+1{,}29\left({\frac {\alpha }{\pi } }\jobbra)^{3}+\lpontok ,

ahol α a finomszerkezeti állandó . Ez az érték 10-6 pontossággal megegyezik a kísérleti értékkel .

1955 -ben Polycarp Kush fizikai Nobel-díjat kapott az elektron mágneses momentumának , és így a g - tényező pontos méréséért .

g -Más részecskék tényezői

Egy másik lepton , a müon g -tényezője majdnem megegyezik az elektron g -tényezőjével, mivel ez is az elektromágneses kölcsönhatásnak köszönhető . A hadronok g -tényezői jelentősen eltérnek az elméleti értékektől, mivel kialakulásukban az erős kölcsönhatást hordozó virtuális részecskék vesznek részt .

g-Különböző részecskék tényezői (előíráshoz kötött)

Az értékek a NIST webhelyén vannak megadva [8] (a triton, deuteron és hélion értékei nukleáris magnetonokban vannak megadva [9] , vagyis eltérnek a cikk elején található meghatározástól)

Részecske	g -faktor ( hiba )
Elektron $g_{{\mathrm {e}}}$	−2,00231930436153(53) [1]
Muon $g_{{\mu ))$	−2,0023318418(13) [2]
Neutron $g_{{\mathrm {n}}}$	−3.8260854(90) [3]
Proton $g_{{\mathrm {p}}}$	+5.585694713(46) [4]
Triton $g_{{\mathrm {t}}}$	+5.957924896(76) [5]
deuteron $g_{{\mathrm {d}}}$	+0.8574382308(72) [6]
Helion $g_{{\mathrm {h}}}$	−4.255250613(50) [7]

Források

Frauenfelder G., Henley E. Szubatomi fizika. — M.: Mir, 1979.

Jegyzetek

↑ NIST: elecron g factor Archiválva : 2010. szeptember 6., a Wayback Machine webhelyen .
↑ NIST: muon g factor Archivált : 2012. szeptember 10., a Wayback Machine -nél
↑ NIST: neutron g factor Archivált : 2013. augusztus 7. a Wayback Machine -nál .
↑ NIST: proton g factor Archiválva : 2013. augusztus 7. a Wayback Machine -nél
↑ NIST: triton g factor archiválva : 2012. szeptember 14. a Wayback Machine -nél
↑ NIST: deuteron g factor Archiválva : 2015. január 22., a Wayback Machine -nél
↑ NIST: helion g factor Archivált : 2015. január 22. a Wayback Machine -nél
↑ NIST oldal . Letöltve: 2012. május 3. Az eredetiből archiválva : 2016. március 3. (határozatlan)
↑ Peter J. Mohr, David B. Newell, Barry N. Taylor. Az alapvető fizikai állandók CODATA ajánlott értékei: 2014 // arXiv:1507.07956 [fizika]. — 2015-07-21. Archiválva az eredetiből 2016. július 2-án.