Moment magnétique de spin
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[modifier] Rappels sur le moment magnétique orbital
Au moment cinétique orbital d'une particule de charge q et de masse m est associé un moment magnétique orbital :
Le facteur q / 2m est appelé rapport gyromagnétique.
[modifier] Moment magnétique de spin
[modifier] Définition - Facteur de Landé
On associe à une particule de charge q, de masse m, et de spin donné un moment magnétique de spin :
où g est un nombre pur, appelé facteur de Landé (1921). Ce nombre varie selon la nature de la particule : on a approximativement g = 2 pour l'électron, g = 2.793 pour le proton, et pour le neutron [1].
[modifier] Magnéton de Bohr
Pour l'électron, on a les valeurs suivante : et g = 2 ; on introduit alors le « quantum magnétique » suivant, appelé magneton de Bohr :
[modifier] Moment magnétique anormal de l'électron
L'équation de Dirac prédit pour l'électron un facteur de Landé exactement égal à : g = 2. Or, la valeur expérimentale admise en 2005 vaut :
Il existe donc un écart, décelé pour la première fois en 1947 dans la structure hyperfine de l'hydrogène et du deutérium [KN02] : on parle alors de moment magnétique anormal de l'électron. La théorie quantique des champs du modèle standard rend compte avec une très grande précision de cette anomalie.
[modifier] Voir aussi
- Spin
- Moment magnétique anormal
- Moment cinétique quantique
- Moment cinétique orbital
- Mécanique quantique
- Théorie quantique des champs
[modifier] Bibliographie
- Sin-Itiro Tomonaga ; The story of spin, The university of Chicago press (1997), ISBN 0-226-80794-0. Traduction anglaise d'un ouvrage paru en japonais en 1974.
- [KN02] Marc Knecht ; The anomalous magnetic moments of the electron and the muon, séminaire Poincaré (Paris, 12 Octobre 2002), publié dans : Bertrand Duplantier et Vincent Rivasseau (Eds.) ; Poincaré Seminar 2002, Progress in Mathematical Physics 30, Birkhäuser (2003), ISBN 3-7643-0579-7. Texte complet disponible au format PostScript.
[modifier] Notes et références
- ↑ Bien que le neutron ait une charge q = 0, il possède un spin 1/2. On lui attribue ici un facteur de Landé corrspondant au moment magnétique de spin calculé pour la valeur q = e, afin de le comparer à ceux de l'électron et du proton.
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