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粒子磁矩

μ子、质子和中子,精确测定其g因子分别为  电子 g/2=1.001159652193(10)  μ子 g/2=1.001165923(8)  质子 g/2=2.792847386(63)  中子 g/2=-1.91304275(45)  粒子反常磁矩的来源有二:一是量子电动力学的辐射修正,电子、μ子属于这种情形,即使是点粒子,粒子产生的电磁场对其自身的作用导致自旋磁矩的微小变化,这一改变可以严格地用量子电动力学精确计算,结果与实验测定符合得很好;另一是由于粒子有内部结构和强相互作用的影响,质子和中子属于这种情形,质子和中子的反常磁矩用于分析其内部结构。  按照在电磁场中运动的点粒子的相对论性波动方程式,自旋为s的点粒子的磁矩  .由  公式给出。其中e和m分别是该粒子的电荷和质量,с为真空中的光速,g是一个数值因子:对自旋量子数为  公式的粒子,g=2;对自旋量子数为1的粒子,g=1。粒子磁矩的这一部分称为正常磁矩;偏离上式部分称为反常磁矩。  自旋为零的粒子磁矩也为零。自旋不为零的粒子磁矩可以通过实验测量,即使是电荷中性的粒子也有可能具有不为零的磁矩。粒子的反常磁矩的来源主要有以下两个方面。  ① 量子电动力学的辐射修正。即使粒子是点粒子,这种辐射修正也是不可避免的,它导致反常磁矩的出现。例如电子磁矩以  公式为单位(其中me为电子质量, =  公式,h为普朗克常数),只考虑正常磁矩,其值为1,考虑了辐射修正后,理论预言值为  1.001159652460±0.000000000148,  实验测得其值为  1.001159652209±0.000000000031。  ②粒子的内部结构和强相互作用的影响。如果质子和中子是点粒子,则它们的正常磁矩以  公式为单位,取值应分别为1和0,其中mp为质子的质量。实验测得质子和中子的磁矩值分别为 2.7928456±0.0000011,-(1.91304184±0.00000088)。 它们的反常磁矩很大,不能完全归之于量子电动力学的辐射修正。它们主要是由于粒子的内部结构和强相互作用的影响所造成,并可用粒子的结构理论给以定量说明。

μ子、质子和中子,精确测定其g因子分别为  电子 g/2=1.001159652193(10)  μ子 g/2=1.001165923(8)  质子 g/2=2.792847386(63)  中子 g/2=-1.91304275(45)  粒子反常磁矩的来源有二:一是量子电动力学的辐射修正,电子、μ子属于这种情形,即使是点粒子,粒子产生的电磁场对其自身的作用导致自旋磁矩的微小变化,这一改变可以严格地用量子电动力学精确计算,结果与实验测定符合得很好;另一是由于粒子有内部结构和强相互作用的影响,质子和中子属于这种情形,质子和中子的反常磁矩用于分析其内部结构。  按照在电磁场中运动的点粒子的相对论性波动方程式,自旋为s的点粒子的磁矩  .由  公式给出。其中e和m分别是该粒子的电荷和质量,с为真空中的光速,g是一个数值因子:对自旋量子数为  公式的粒子,g=2;对自旋量子数为1的粒子,g=1。粒子磁矩的这一部分称为正常磁矩;偏离上式部分称为反常磁矩。  自旋为零的粒子磁矩也为零。自旋不为零的粒子磁矩可以通过实验测量,即使是电荷中性的粒子也有可能具有不为零的磁矩。粒子的反常磁矩的来源主要有以下两个方面。  ① 量子电动力学的辐射修正。即使粒子是点粒子,这种辐射修正也是不可避免的,它导致反常磁矩的出现。例如电子磁矩以  公式为单位(其中me为电子质量, =  公式,h为普朗克常数),只考虑正常磁矩,其值为1,考虑了辐射修正后,理论预言值为  1.001159652460±0.000000000148,  实验测得其值为  1.001159652209±0.000000000031。  ②粒子的内部结构和强相互作用的影响。如果质子和中子是点粒子,则它们的正常磁矩以  公式为单位,取值应分别为1和0,其中mp为质子的质量。实验测得质子和中子的磁矩值分别为 2.7928456±0.0000011,-(1.91304184±0.00000088)。 它们的反常磁矩很大,不能完全归之于量子电动力学的辐射修正。它们主要是由于粒子的内部结构和强相互作用的影响所造成,并可用粒子的结构理论给以定量说明。


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