Factorul g

g -Factor - un factor care raportează raportul giromagnetic al particulei cu valoarea clasică a raportului giromagnetic:

\gamma =g\gamma _{0},

unde este valoarea clasică

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

q este sarcina particulei, m este masa acesteia, c este viteza luminii în vid .

Pentru o particulă clasică, factorul g este 1; pentru particulele cuantice libere cu spin ½, această valoare este 2, conform ecuației lui Dirac . Pentru particulele reale, valoarea determinată experimental a factorului g poate diferi atât de 1, cât și de 2 și este una dintre caracteristicile particulei.

Uneori factorul g este determinat ținând cont de semnul conform egalității

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

unde μ S este momentul magnetic al particulei asociat cu spinul său S .

factorul g al electronului

Ecuația lui Dirac , care descrie electronul cuantic , dă factorului g o valoare de -2. Cu toate acestea, studii experimentale efectuate în 1947 de Polycarp Kush și Foley au arătat că factorul g al unui electron diferă de doi. Explicația pentru aceasta a fost dată de Julian Schwinger în cadrul electrodinamicii cuantice . Diferența se datorează interacțiunii electronului cu fotonii virtuali . Valoarea teoretică a abaterii relative a factorului g de electron de la doi este

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 } }\right)^{3}+\ldots ,

unde α este constanta structurii fine . Această valoare este în acord cu valoarea experimentală la 10 -6 .

În 1955, Polycarp Kush a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru măsurarea cu precizie a momentului magnetic al unui electron și, prin urmare , a factorului g .

g - Factorii altor particule

Factorul g al altui lepton , muonul , este aproape același cu factorul g al unui electron, deoarece se datorează și interacțiunii electromagnetice . Factorii g ai hadronilor diferă semnificativ de valorile teoretice, deoarece particulele virtuale care poartă interacțiunea puternică iau parte la formarea lor .

g-Factori ai diferitelor particule (sub rezerva semnului)

Valorile sunt date pe site-ul NIST [8] (valorile pentru triton, deuteron și heliu sunt date în magnetoni nucleari [9] , adică diferă de definiția de la începutul articolului)

Particulă	factorul g ( eroare )
Electron $g_{{\mathrm {e}}}$	−2,00231930436153(53) [1]
Muon $g_{{\mu }}$	−2,0023318418(13) [2]
Neutroni $g_{{\mathrm {n}}}$	−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]

Surse

Frauenfelder G., Henley E. Fizică subatomică. — M.: Mir, 1979.

Note

↑ NIST: elecron g factor Arhivat la 6 septembrie 2010 la Wayback Machine .
↑ NIST: factor muon g Arhivat 10 septembrie 2012 la Wayback Machine
↑ NIST: neutron g factor Arhivat la 7 august 2013 la Wayback Machine .
↑ NIST: proton g factor Arhivat 7 august 2013 la Wayback Machine
↑ NIST: factor triton g Arhivat 14 septembrie 2012 la Wayback Machine
↑ NIST: factor deuteron g Arhivat 22 ianuarie 2015 la Wayback Machine
↑ NIST: helion g factor Arhivat 22 ianuarie 2015 la Wayback Machine
↑ Pagina NIST . Preluat la 3 mai 2012. Arhivat din original la 3 martie 2016. (nedefinit)
↑ Peter J. Mohr, David B. Newell, Barry N. Taylor. CODATA Valori recomandate ale constantelor fizice fundamentale: 2014 // arXiv:1507.07956 [fizică]. — 21.07.2015. Arhivat din original pe 2 iulie 2016.