Factor g

g -Factor - un factor que relaciona la relación giromagnética de la partícula con el valor clásico de la relación giromagnética:

\gamma =g\gamma _{0},

donde el valor clásico es

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

q es la carga de la partícula, m es su masa, c es la velocidad de la luz en el vacío .

Para una partícula clásica, el factor g es 1; para partículas cuánticas libres con espín ½, este valor es 2, según la ecuación de Dirac . Para partículas reales, el valor determinado experimentalmente del factor g puede diferir tanto de 1 como de 2, y es una de las características de la partícula.

A veces el factor g se determina teniendo en cuenta el signo según la igualdad

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

donde μ S es el momento magnético de la partícula asociado con su espín S .

el factor g del electrón

La ecuación de Dirac , que describe el electrón cuántico , le da al factor g un valor de −2. Sin embargo, los estudios experimentales realizados en 1947 por Polycarp Kush y Foley demostraron que el factor g de un electrón difiere de dos. La explicación de esto la dio Julian Schwinger en el marco de la electrodinámica cuántica . La diferencia se debe a la interacción del electrón con los fotones virtuales . El valor teórico de la desviación relativa del factor g del electrón de dos es

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,

donde α es la constante de estructura fina . Este valor concuerda con el valor experimental dentro de 10 −6 .

En 1955, Polycarp Kush recibió el Premio Nobel de Física por medir con precisión el momento magnético de un electrón y, por lo tanto, el factor g .

g -Factores de otras partículas

El factor g de otro leptón , el muón , es casi el mismo que el factor g de un electrón, ya que también se debe a la interacción electromagnética . Los factores g de los hadrones difieren significativamente de los valores teóricos, ya que en su formación participan partículas virtuales que llevan la interacción fuerte .

Factores g de diferentes partículas (sujeto a signo)

Los valores se dan en el sitio web del NIST [8] (los valores para el tritón, el deuterón y el helión se dan en magnetones nucleares [9] , es decir, difieren de la definición al principio del artículo)

Partícula	factor g ( error )
Electrón $g_{{\mathrm {e}}}$	−2.00231930436153(53) [1]
muón $g_{{\mu}}$	−2.0023318418(13) [2]
Neutrón $g_{{\mathrm {n}}}$	−3,8260854(90) [3]
Protón $g_{{\mathrm {p}}}$	+5.585694713(46) [4]
Tritón $g_{{\mathrm {t}}}$	+5.957924896(76) [5]
deuterón $g_{{\mathrm {d}}}$	+0.8574382308(72) [6]
Helión $g_{{\mathrm {h}}}$	−4.255250613(50) [7]

Fuentes

Frauenfelder G., Henley E. Física subatómica. — M.: Mir, 1979.

Notas

↑ NIST: elecron g factor Archivado el 6 de septiembre de 2010 en Wayback Machine .
↑ NIST: muon g factor Archivado el 10 de septiembre de 2012 en Wayback Machine .
↑ NIST: factor g de neutrones Archivado el 7 de agosto de 2013 en Wayback Machine .
↑ NIST: proton g factor Archivado el 7 de agosto de 2013 en Wayback Machine .
↑ NIST: triton g factor Archivado el 14 de septiembre de 2012 en Wayback Machine .
↑ NIST: deuteron g factor Archivado el 22 de enero de 2015 en Wayback Machine .
↑ NIST: helion g factor Archivado el 22 de enero de 2015 en Wayback Machine .
↑ Página del NIST . Consultado el 3 de mayo de 2012. Archivado desde el original el 3 de marzo de 2016. (indefinido)
↑ Peter J. Mohr, David B. Newell, Barry N. Taylor. Valores Recomendados CODATA de las Constantes Físicas Fundamentales: 2014 // arXiv:1507.07956 [física]. — 2015-07-21. Archivado desde el original el 2 de julio de 2016.