g-фактор

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

g-фа́ктор — множник, який пов'язує між собою гіромагнітне співвідношення частинки із класичним значенням гіромагнітного співвідношення:

 \gamma = g \gamma_0 .

Для класичної частинки g-фактор дорівнює 1, для вільних квантових частинок з відмінним від нуля спіном, це значення дорівнює 2, для реальних частинок експериментально визначене значення g-фактора може відрізнятися як від 1 так і від 2, і є однією з характеристик частинки.

g-фактор електрона[ред.ред. код]

Рівняння Дірака, яке описує квантовий електрон, дає для g-фактора значення −2. Однак, експериментальні дослідження, які провели в 1947 Полікарп Куш і Фолі виявили, що g-фактор електрона відрізняється від двійки. Пояснення цьому дав Джуліан Швінгер в рамках квантової електродинаміки. Відмінність зумовлена взаємодією електрона з віртуальними фотонами. Теоретичне значення величини

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

де  \alpha  — стала тонкої структури. Це значення узгоджується з експериментальним з точністю до 10-6.

У 1955 Полікарп Куш отримав Нобелівську премію з фізики за точне вимірювання магнітного момента електрона, а, отже, g-фактора.

g-фактори інших частинок[ред.ред. код]

g-фактор іншого лептона, мюона майже не відрізняється від g-фактора електрона, оскільки також зумовлений електромагнітною взаємодією. g-фактори адронів значно відрізняються від теоретичних значень, оскільки в їхньому формуванні беруть участь віртуальні частинки, що переносять сильну взаємодію.

g-фактори різних частинок[ред.ред. код]

Елементарна частинка g-фактор Похибка
Електрон g_\mathrm{e} −2,0023193043622 0,0000000000015
Нейтрон g_\mathrm{n} −3,82608545 0,00000090
Протон g_\mathrm{p} 5,585694713 0,000000046
Мюон g_{\mu} −2,0023318414 0,0000000012
Значення приведені на сайті NIST[1]

Джерела[ред.ред. код]

  • Фрауэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. — М.: Мир, 1979. — 736 с.

Примітки[ред.ред. код]