粒子的内禀磁矩。每种粒子都具有确定的内禀磁矩,粒子磁矩是一个矢量,通常以粒子自旋方向为标准来描写:与自旋同向记作正值,与自旋指向相反记作负值。

中文名

粒子磁矩

正文

粒子自旋-模型图

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。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:对自旋量子数为零的粒子,

;对自旋量子数为1的粒子,

。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。例如电子磁矩以为单位(其中

为电子质量 ,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

实验测得其值为

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

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。