Astronet > Anomal'nyi magnitnyi moment

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Anomal'nyi magnitnyi moment

Otklonenie velichiny magnitnogo momenta elementarnoi chasticy ot "normal'nogo" znacheniya, predskazyvaemogo relyativistskim kvantovomehanicheskim uravneniem, opisyvayushim povedenie chasticy.

Magnitnyi moment elementarnoi chasticy s massoi m i zaryadom e predstavlyaetsya v vide $\vec\mu=g\cdot\mu_B\vec s$ , gde $\mu_B={\displaystyle e\hbar\over\displaystyle 2mc}$ - magneton dlya rassmatrivaemoi chasticy, $\vec s$ - ee spinovyi moment (v edinicah $\hbar$ ), g - bezrazmernyi mnozhitel' (g-faktor), zavisyashii ot tipa chasticy. Iz teoremy CPT sleduet, chto chastica i antichastica imeyut odinakovye g-faktory. Dlya chasticy so spinom 1/2 iz uravneniya Diraka v prenebrezhenii radiacionnymi popravkami sleduet, chto g=2 pri uslovii, chto elektromagnitnoe pole vvedeno minimal'nym obrazom, t. e. s pomosh'yu zameny $p_\mu\longrightarrow p_\mu-{\displaystyle e\over\displaystyle c}A_\mu, (\mu=0,1,2,3)$ , gde r - 4-impul's chasticy, A - chetyrehmernyi potencial polya. Znachenie g=2 otvechaet normal'nomu (dirakovskomu) magnitnomu momentu chasticy so spinom 1/2. Anomal'nym magnitnym momentom nazyvayut chast', svyazannuyu s otkloneniem g-faktora ot 2. Eta chast' celikom svyazana s radiacionnymi popravkami.

Izmereniya intervalov sverhtonkoi struktury urovnei energii vodoroda i deiteriya, vypolnennye v 1947 Dzh.Nafe (J.E.Nafe), E. Nel'sonom (E.V.Nelson) i I. Rabi (I.I.Rabi), pokazali otkloneniya ot teorii, v kotoroi ispol'zovalos' znachenie g=2 dlya elektrona. Dlya ob'yasneniya etogo otkloneniya G. Breit (G.Breit) v 1947 predpolozhil nalichie maloi - anomal'noi - popravki k dirakovskomu znacheniyu g-faktora. V 1948 P.Kush (P.Kusch) i G.Foli (H.Foley) vypolnili pryamye izmereniya g-faktora elektrona, podtverdivshie predpolozhenie Breita, V etom zhe godu Yu.Shvinger (J.Schwinger) pokazal, chto radiacionnaya popravka nizshego poryadka po postoyannoi tonkoi struktury $\alpha$ v ramkah kvantovoi elektrodinamiki (KED) privodit k znacheniyu $g=2\cdot(1+{\displaystyle\alpha\over\displaystyle2\pi}$ , horosho soglasuyushemusya s izmerennym.

Anomal'nyi magnitnyi moment chasticy so spinom 1/2 udobno vyrazhat' cherez t. n. anomaliyu $a=(g-2)/2$ . Izmereniya anomalii dlya leptonov - elektrona (e^-), pozitrona (e⁺), polozhitel'no i otricatel'no zaryazhennyh myuonov ( $\mu^+$ i $\mu^-$ ) otnosyatsya k chislu naibolee tochnyh izmerenii v fizike. Provedeny raschety vklada v $\alpha$ vysshih radiacionnyh popravok poryadka $({\displaystyle\alpha\over\displaystyle\pi})^2$ i $({\displaystyle\alpha\over\displaystyle\pi})^3$ , v t. ch. adronnoi polyarizacii vakuuma i slabogo vzaimodeistviya; zakanchivayutsya raschety popravki poryadka $({\displaystyle\alpha\over\displaystyle\pi})^4$ dlya elektrona. Sootvetstvuyushie eksperimental'nye i teoreticheskie znacheniya horosho soglasuyutsya:
$a_{e^-}^{eksp}=1159652193(4)\cdot10^{-12}$ ,
$a_{e^+}^{eksp}=1159652222(50)\cdot10^{-12}$
$a_{e^-}^{teor}=a_{e^+}^{teor}=1159652460(150)\cdot10^{-12}$
$a_{\mu^+}^{eksp}=1165911(11)\cdot10^{-9}$
$a_{\mu^-}^{eksp}=1165937(12)\cdot10^{-9}$
$a_{\mu^-}^{teor}=a_{\mu^+}^{teor}=1165920(2)\cdot10^{-9}$
Eto podtverzhdaet spravedlivost' KED i teoremy CPT. [Teoreticheskie raschety vypolneny pri znachenii $\alpha^{-1}$ = 137,035963(15).]

Dlya chasticy so spinom 1 normal'nomu magnitnomu momentu otvechaet znachenie g=1, poskol'ku takoe znachenie g-faktora sleduet iz uravneniya Proka pri minimal'nom vklyuchenii elektromagnitnogo polya. Pri etom anomal'nyi magnitnyi moment svyazan s otkloneniem g-faktora ot edinicy. Ukazannoe razdelenie magnitnogo momenta chasticy so spinom 1 na normal'nuyu i anomal'nuyu chasti vstrechaetsya v literature, no ne yavlyaetsya obsheprinyatym. V teorii elektroslabogo vzaimodeistviya Vainberga-Gleshou-Salama dlya W-bozona g=2.

Dlya adronov anomal'nyi magnitnyi moment i normal'nyi magnitnyi moment imeyut, voobshe govorya, odinakovyi poryadok velichiny, poetomu chasto okazyvaetsya neudobnym razdelyat' polnyi magnitnyi moment na normal'nuyu i anomal'nuyu chasti.

"Fizicheskaya Enciklopediya"/Phys.Web.Ru
Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya

Publikacii s klyuchevymi slovami: elementarnye chasticy - magnitnyi moment - anomal'nyi magnitnyi moment Publikacii so slovami: elementarnye chasticy - magnitnyi moment - anomal'nyi magnitnyi moment
Sm. takzhe: Bozon Higgsa: ob'yasnenie v komikse Evolyuciya vselennoi Leptony Elementarnye chasticy Ee zvali Iks Pentakvark, opyat' pentakvark? Proton i antiproton: pohozhie ili odinakovye? Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati