Momento magnético de rotação
Em física , o momento magnético de spin representa o momento magnético associado ao momento angular de spin ( spin ) de uma partícula. Este momento magnético devido ao spin também é chamado de momento magnético intrínseco porque é independente do momento angular orbital .
Definição - Bohr Magneton
Para o elétron , tendo um spin , massa e fator de Landé , obtemos o seguinte "quantum magnético", denominado magneto de Bohr :
s=1/2{\ displaystyle s = 1/2}me{\ displaystyle m _ {\ rm {e}}} gB=-2{\ displaystyle g _ {\ rm {B}} = - 2}
µB=eℏ2me=-gBeℏ4me{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {B}} = {\ frac {e \ hbar} {2m _ {\ rm {e}}}} = - g _ {\ rm {B}} {\ frac {e \ hbar} {4m _ {\ rm {e}}}}}
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Definição - magneto nuclear
O magneto nuclear é o magneto de Bohr, mas com a massa do próton em vez da do elétron e :
gNÃO=+2{\ displaystyle g _ {\ rm {N}} = + 2}
µNÃO=eℏ2mp=gNÃOeℏ4mp{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {N}} = {\ frac {e \ hbar} {2m _ {\ rm {p}}}} = g _ {\ rm {N}} {\ frac {e \ hbar} {4m _ {\ rm {p}}}}}
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Definição - fator Landé
Associamos a uma partícula de carga , massa , e dado ao spin um momento magnético de spin :
q{\ displaystyle q}m{\ displaystyle m} S→{\ displaystyle {\ vec {S}}}
µ→S = g q2m S→{\ displaystyle {\ vec {\ mu}} _ {S} \ = \ g \ {\ frac {q} {2m}} \ {\ vec {S}}}
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onde está um número puro, denominado fator Landé (1921). Esse número varia de acordo com a natureza da partícula: temos aproximadamente para o elétron, para o próton e para o nêutron . O fator Landé do magneto nuclear é igual a 2. Isso significa que o momento magnético do próton é:
g{\ displaystyle g}g=-2{\ displaystyle g = -2}g=+5,586{\ displaystyle g = + 5.586}g=-3,826{\ displaystyle g = -3.826}
µp≈2,793µNÃO=5,586e2mpℏ2=gpe2mpℏ2{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {p}} \ approx 2.793 \ mu _ {\ rm {N}} = 5.586 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac { \ hbar} {2}} = g_ {p} {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}}}.
O do nêutron é:
µnão≈-1,913µNÃO=-3,826e2mpℏ2=gnãoe2mpℏ2{\ displaystyle \ mu _ {\ rm {n}} \ approx -1,913 \ mu _ {\ rm {N}} = - 3.826 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}} = g_ {n} {\ frac {e} {2m _ {\ rm {p}}}} {\ frac {\ hbar} {2}}}.
Observe que o momento de spin magnético do elétron é aproximadamente igual ao do magneto de Bohr porque (veja abaixo) e com, como o spin do elétron :
g≈-2{\ displaystyle g \ approx -2}s=1/2{\ displaystyle s = 1/2}
µS≈-2e2meℏ2=2µB2=µB{\ displaystyle \ mu _ {S} \ approx -2 {\ frac {e} {2m _ {\ rm {e}}}} {\ frac {\ hbar} {2}} = 2 {\ frac {\ mu _ {\ rm {B}}} {2}} = \ mu _ {\ rm {B}}}.
Momento magnético anômalo do elétron
A equação de Dirac prevê para o elétron fator de Lande igualar exatamente para: . Porém, o valor experimental admitido em 2005 vale:
g=-2{\ displaystyle g = -2}
g ≃ -2,002 319 304 373 7{\ displaystyle g \ \ simeq \ -2,002 \ 319 \ 304 \ 373 \ 7}
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Há, portanto, uma lacuna, detectada pela primeira vez em 1947 na estrutura hiperfina do hidrogênio e do deutério : falamos então de momento magnético anômalo do elétron. A teoria quântica de campos do Modelo Padrão é responsável por essa anomalia com grande precisão.
Veja também
Bibliografia
- Sin-Itiro Tomonaga, The story of spin , The university of Chicago press (1997), ( ISBN 0-226-80794-0 ) Tradução para o inglês de um livro publicado em japonês em 1974.
- Marc Knecht, “Os momentos magnéticos anômalos do elétron e do múon”, seminário de Poincaré (Paris, 12 de outubro de 2002), publicado em: Bertrand Duplantier e Vincent Rivasseau (eds.), Poincaré Seminar 2002 , Progress in Mathematical Physics 30, Birkhäuser (2003), ( ISBN 3-7643-0579-7 ) Texto completo disponível em formato PostScript .
Notas e referências
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Embora o nêutron tenha uma carga , ele tem um spin . Atribui-se aqui um fator de Landé correspondente ao momento magnético de spin calculado para o valor , a fim de compará-lo com os do elétron e do próton.q=0{\ displaystyle q = 0}1/2{\ displaystyle 1/2}q=e{\ displaystyle q = e}
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">