Магнитные моменты элементарных частиц

МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ [c.992]

Напомним, что понятие магнитного момента применимо и к постоянному магниту. В гл. 9, посвященной единицам атомной физики, мы познакомимся также и с магнитными моментами элементарных частиц. [c.251]

Магнитный ДИПОЛЬНЫЙ момент, связанный со спином элементарных частиц, не может быть выведен таким простым образом. Магнитный момент элементарной частицы должен быть получен из опыта. В то время как магнитный момент электрона равен минус одному магнетону Бора, в согласии с электронной теорией Дирака, магнитный момент протона имеет аномальное значение. [c.10]

Гиромагнитное отношение. Гиромагнитным отношением у элементарной частицы (электрона, протона) называют величину, равную отношению магнитного момента ц частицы к ее моменту импульса (спипу) L, т. е. [c.129]

В ядерных гироскопах используются инерционные свойства ядра или протонов и электронов. При помещении в постоянное магнитное поле векторы магнитного и механического моментов элементарной частицы приобретают вполне определенную ориентацию. Ориентированные моменты придают частицам свойства, присущие гироскопам устойчивость в пространстве и способность к прецессии. Эти свойства элементарных частиц и используются для определения угловой скорости и углового отклонения основания. [c.10]

При еще более низких температурах существуют магнитные газы в парамагнитных твердых телах. Речь идет о веществах, частицы которых имеют произвольно ориентированные в отсутствие поля магнитные моменты, так что в среднем образец такого вещества не поляризован. При включении поля происходит ориентация элементарных магнитиков и вещество приобретает суммарный магнитный момент. Адиабатическое размагничивание таких тел эквивалентно адиабатическому расширению газа, так как работа размагничивания производится за счет внутренней энергии тела и оно должно охлаждаться. Для количественной характеристики процесса, основываясь на (9.30), введем функцию состояния, обобщенную энтальпию, Н = Н—УЖЖ, дифференциал которой при постоянном давлении и химическом составе системы [c.163]

Величина Ж в (19.17) определяется не только внешним магнитным полем, но и всегда имеющимся остаточным магнетизмом вещества. Помимо электронных магнитных моментов, от которых зависит парамагнетизм, существуют магнитные моменты на разных уровнях организации материи, вплоть до элементарных частиц. Поэтому поле в веществе, строго говоря, никогда не равно нулю. Но при конечном Ж уменьшение Т приводит к возрастанию параметра разложения функции Jt в ряд, и при низкой температуре ограничение одним членом ряда становится необоснованным. Внешне это выражается в зависимости постоянной А в (19.17) от температуры. Разбавление парамагнетика понижает температуру, при которой наблюдается конденсация магнитного газа , но из-за существования, например, спиновых магнитных моментов атомных ядер не может снизить уровень остаточного магнетизма до нуля. [c.164]

Магнитный момент ц элементарной частицы пропорционален моменту импульса J [c.261]

В среднем (во времени) заряд элементарной частицы распределен по всей частице. Во всяком деликатном опыте, который сам по себе не разрывает частицу, измеримыми являются только средние значения величины, поскольку измерения не могут быть мгновенными. (Здесь опять именно квантовая механика ограничивает нащи возможности описания строения элементарной частицы.) Экспериментальные данные по распределению заряда для протона, нейтрона и электрона доставляют веское доказательство точечного характера заряда электрона, по крайней мере с точностью до 10- см, тогда как протон и нейтрон проявляют себя как более сложные структуры с зарядом, распределенным внутри сферы радиусом около 10 з см. У лептонов магнитный момент (определение которого будет дано в т. И) возрастает обратно пропорционально массе, за исключением v- и v-частиц, у которых нет измеримых собственных магнитных моментов. В принципе можно измерять не только напряженность магнитного поля, но и получать точное распределение образующих это поле токов. Одним из крупнейших достижений релятивистской квантовой теории является успешное предсказание величины напряженности (впоследствии измеренной) собственного магнитного поля электрона—предсказание, сделанное с точностью до 0,001%, т. е. с ошибкой, меньшей погрешности современных измерений. [c.439]

Известно, что кроме массы и заряда элементарные частицы характеризуются также и другими свойствами, в частности величиной собственного момента количества движения (спина), который измеряется в единицах h, и величиной магнитного момента. [c.18]

Существование собственного механического и магнитного моментов у элементарной частицы, например у электрона, позволяет представить его условно в виде заряженного волчка, вращающегося вокруг собственной оси. При этом в отличие от классического волчка, который может иметь любое значение механического момента, спин электрона имеет только одно вполне определенное значение, равное /г/2. Соответственно магнит-ний момент электрона также имеет только одно вполне [c.18]

Таким образом, нейтрон является примером нестабильной элементарной частицы. Современное значение его периода полураспада равно 11,7 мин. Измерения спина и магнитного момента показали, что нейтрон так же, как протон и электрон имеет спин, равный Й/2, а магнитный момент нейтрона отрицателен и примерно в 1000 раз меньше магнитного момента электрона ( и = —l,9il (j,b). [c.20]

В соответствии со сказанным выше ответ на этот вопрос пытаются найти в особенностях взаимодействия л-мезона, которые должны проявиться в каких-то его свойствах. Одним из парат метров элементарной частицы, чувствительных к особенности ее взаимодействия, является величина магнитного момента. [c.120]

В основе SU (6)-симметрии лежит предположение об отсутствии в мире элементарных частиц спин-орбитального взаимодействия. В этом случае кварк должен характеризоваться уже не тремя, а шестью степенями свободы. SU (6)-симметрия — это симметрия относительно группы преобразований в шести измерениях. SU (б)-симметрия позволяет получить дополнительные результаты по сравнению с SU (3)-симметрией. В частности, она предсказывает связь между магнитными моментами нуклонов [c.326]

Перейдем теперь к обсуждению природы диа-, пара- и ферромагнетизма. При этом отметим еще раз тот факт, что магнитную активность проявляют все тела без исключения. Следовательно, за магнитные свойства вещества ответственны элементарные частицы, входящие в состав любого атОма. Такими частицами являются протоны, нейтроны и электроны. Опыт показывает, что магнитный момент ядра, состоящего из протонов и нейтронов, примерно на три порядка меньше магнитного момента электрона. Поэтому при обсуждении магнитных свойств твердых тел магнитными моментами ядер обычно пренебрегают. Не следует думать, однако, что ядерный магнетизм вообще не играет никакой роли. Имеется ряд явлений (например, ядерный магнитный резонанс), в которых, эта роль чрезвычайно существенна. [c.321]

Магнитомеханическое отношение (гиромагнитное отношение) 7 — отношение магнитного момента ц элементарной частицы к ее механическому моменту (моменту импульса) Jh, выраженно.му в квантах действия [c.235]

Напомним, что существование у ядер и элементарных частиц электрического дипольного и магнитного квадрупольного моментов запрещено законами инвариантности относительно инверсии координат и отражения времени (см. 4, п. 5). [c.77]

Почти всеми приведенными выше статическими характеристиками обладают не только атомные ядра, но и все микрообъекты, и в частности элементарные частицы. Так, элементарные частицы обладают зарядом, спином, четностью, радиусом, магнитным моментом, статистикой. Вместо энергии связи и массового числа для элементарных частиц рассматриваются соответствующие эквивалентные понятия массы и барионного заряда. [c.78]

Попробуем теперь понять, какими способами можно изучать ядра и элементарные частицы. За очень немногими исключениями, единственным способом исследования ядер и элементарных частиц является осуществление столкновений одних частиц с другими с последующей регистрацией частиц, вылетевших после столкновения. Не прибегая к столкновениям и распадам, можно изучать лишь некоторые статические характеристики ядер, такие, как спины, магнитные моменты и электрические квадрупольные моменты (см. гл. II, 4, 5 и 7). [c.465]

Электрически нейтральная элементарная частица с весьма малой (вероятно, нулевой) массой покоя, нулевым магнитным моментом и спином, равным 1/2. Античастица нейтрино—антинейтрино. [c.160]

Известно, что собственный магнитный момент элементарных частиц обратно пропорционален их массе еЬ12тс), Наибольшим магнитным моментом обладают легкие частицы, например, электрон. Однако сравнение интенсивности РПИ, обусловленного магнитным моментом электрона, с интенсивностью РПИ, обусловлен- [c.148]

Протон и нейтрон, так же как и электрон, являются ферми-евскими частицами (их спин 1/2), о в отличие от электрона они имеют аномальный магнитный момент. В связи с этим теория Дирака в ее первоначальном виде не может быть применена для описания свойств нуклона. Однако основной результат теории Дирака — получение решения для зарядовосопряженных частиц—сохраняется в теориях, построенных для описания других элементарных частиц. Соответствующая теория, развитая для нуклонов, цредсказывает существование частицы, зарядовосопряженной протону, т. е. имеющей массу, спин и время жизни протона (столь же стабильной, как и протон), отрицательный электрический заряд и равный по величине, но противоположный по направлению магнитный момент. Эта частица называется антипротоном р. [c.621]

Магнетиз.м является слелствием взаимодействия элементарных носителей. магнитного момента с внешним магнитным полем Н и друг с другом. Элементарными носителями магнитного момента являются частицы, из которых состоят атомы. Это - электроны с моменто.м LL и атомные ядра с, мо,ментом и,. Последняя величина представляет собой сумму магнитных моментов Sui всех (<) частиц, входящих в состав ядра. Поскольку Це ,и,, то [c.21]

Распространение понятий поляризуемости на элементарные частицы связано с трудностями, вызванными необходимостью релятивистского рассмотрения. Коэфф. электрической и магнитной поляризуемостей частицы в этом случае можно ввести, исходя из общей формы амплитуды рассеяния фотона на частице со спином О или 1/а, записанной с учетом всех требований релятивистской и градиентной инвариантпости. Эта амплитуда разлагается в ряд по частоте налетающего фотона (U в точке ш = 0. Если в таком разлон е-нии ограничиться членами, квадратичными по частоте, то для описания амплитуды рассеяния потребуется четыре или пять скалярных параметров для частиц со спином О и 1/2 соответственно. Три из них имеют смысл электрич. заряда е, массы т и аномального магнитного момента X частицы. Два других (а и Р) представляют так [c.164]

Практическое значение волн сложно переоценить. Но кроме этого, Bojr-новые явления лежат в основе супгсствования физического мира. Вся материя делится на вещес тво, состоящее из элементарных частиц - электронов, протонов и нейтронов, - и поля, осуществляющие взаимодействия между частицами вещества. На данный момент различают 4 вида полей электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое ядерные. Есть сведения о том, что электрическое и магнитное поле могут существовать независимо друг от друга и имеют различную природу. [c.250]

Продолжая опыты Резерфорда, Боте и Беккер в 1930 г. обнаружили, что при облучении а-частицами некоторых легких элементов (Be, Li) последние вместо протонов испускают излучение, очень слабо поглощаемое свинцом. Детальное исследование этого излучения, проведенное в 1932 г. Чедвиком, позволило сделать вывод о том, что это излучение представляет собой поток нейтральных частиц с массой, приблизительно равной массе протона (см. 2). Вновь открытая элементарная частица была названа нейтроном. Напомним, что нейтрон, так же как и протон, имеет Б = 1, 7 = 1/2 (но 7с = —1/2), Р +1 его масса гПп = 1,00898 а. е. м. = 939,5 Мэе, спин /г/2, магнитный момент j, —1,91 1в. В отличие от протона нейтрон является нестабильной частицей. Период полураспада нейтрона 11,7 мин (см. 2, п. 3 4, п. 5 10, п. 6). [c.544]

Аналогично тому, как в любом веществе, помещенном в электрическое поле,, возникает электрический динольный момент Р, в любом веществе, внесенном в магнитное поле, возникает магнитный момент М. Этот магнитный момент складывается из элементарных магнитных моментов то, связанных с отдельными частицами тела М = 2п1о. Точно так же, как существуют атомы и молекулы с постоянными электрическими моментами, имеются атомы и молекулы, обладающие магнитными моментами. В гл. 8 мы отмечали, что некоторые твердые тела обладают спонтанным электрическим моментом. Аналогично, ряд материалов обладает спонтанным магнитным моментом. Другими словами, поведение различных веществ в магнитном поле в значительной степени подобно поведению диэлектриков в электрическом поле. В силу этого при изучении магнитных явлений часто проводятся соответствующие аналогии с диэлектрическими явлениями. [c.319]

Согласно этой теории, в вакууме, прежде считавшемся пустотой , непрерывно происходит рождение множества виртуальных, короткоживущих частиц (фотонов, электронов, позитронов и др.). Взаимодействие виртуальных частиц с реальными физическими объектами приводит к наблюдаемым физическим эффектам, например отклонению магнитного момента электрона от предсказываемого классической электродинамикой значения. В связи с этим принципиально иную трактовку получили, казалось бы, хорошо известные и прежде отождествлявшиеся понятия элементарный электрический заряд и заряд электрона . Поясним физику явления. Внесенный в физический вакуум электрон оказывается окруженным облаком виртуальных элект-роы-позитроняых пар (см. рис. 18), которое частично экранирует его заряд. Все такое образование в целом принято называть физическим электроном [65], а объект, лишенный облака вакуумной поляризгщии,— голым электроном. При наблюдении с больших расстояний измеряемый заряд оказывается вследствие экранирования меньшим заряда голого электрона, это и есть классический элементарный заряд е. По мере проникновения в глубь облака виртуальных электрон-позитроныых пар экранировка уменьшается, и измеряемый заряд должен возрастать. Подтверждением этого являются известные факты нарушения закона Кулона на малых расстояниях. В пределе эксперимент мог бы дать значение заряда голого электрона, но энергии зондирующих частиц при этом становятся настолько большими, что 110 [c.110]

Поднятые вопросы нельзя снять простым включением в таблицу всех элементаршлх частиц и перечислением их характеристик. Каждая частица описывается многими параметрами (масса, время жизни, спин и магнитный момент, кварковая структура и т. д.), поэтому выполнение такой программы привело бы к иеимоверному увеличению объема таблицы и окончательно затруднило бы понимание проблемы фундаментальных постоянных. В этой ситуации полезно и необходимо проанализировать некоторые методологические вопросы, относящиеся к применению понятия фундаментальные физические постоянные к элементарным частицам. [c.181]

В начале этого параграфа мы говорили, что в квантовую электродинамику можно наряду с электронами и позитронами включить еще положительный и отрицательный мюоны. Удивительным свойством мюона является его полное сходство с электроном во всех свойствах, кроме массы. Обе частицы электрически заряжены и имеют спин половина. Обе частицы не подвержены сильным взаимодействиям. Электромагнитное взаимодействие для обеих частиц совершенно одинаково вплоть до таких тонких деталей, как, скажем, поправка (7.95) к магнитному моменту (но, конечно, в выражение для магнетона Бора у каждой частицы входит своя масса). Забегая вперед, скажем, что и в отношении слабых взаимодействий электрон и мюон ведут себя совершенно одинаково. И то, что в слабых взаимодействиях мюон распадается на электрон (см. (7.50)), а не наоборот, получается только потому, что мюон тяжелее электрона. Почему в природе существуют две частицы, так сильно различающиеся по массе и столь сходные во всех остальных отношениях Это, пожалуй, один из самых загадочных вопросов физики элементарных частиц. Что же касается практического участия мюонов в квантовоэлектродинамических процессах, то оно в общем-то невелико из-за большой массы мюона. Если явления с виртуальными электронами разыгрываются в области HIm , то явления с виртуальными мезонами ограничиваются областью, размеры которой в двести раз меньше. Поэтому сечение процессов с участием виртуальных мюонов (комптон-эффект, рождение пар и т. д.) на 4—5 порядков меньше соответствующих электронных сечений. Например, сечение комптон-эффекта уменьшается в 200 = 4-10 раз из-за того, что в знаменателе формулы для г1 (см. (7.85)) стоит квадрат массы. Кроме того, про- [c.341]

РЕАКЦИЯ [термоядерная — реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при высоких температурах 10 К фотоядерная- -расщепление атомных ядер гамма-квантами цепная — реакция деления атомных ядер тяжелых элементов под действием нейтронов, в каждом акте которой число нейтронов возрастает, так что может возникнуть самоподдерживающийся процесс деления ядерная — превращение атомных ядер, вызванное их взаимодействием с элементарными частицами, в том числе с гамма-квантами, или друг с другом] РЕВЕРБЕРАЦИЯ — процесс постепенного затухания звука в закрытых помещениях после окончания действия его источника РЕЗОНАНС (есть явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний системы при приближении частоты вынужденной силы к собственной частоте колебаний системы акустический — избирательное поглощение энергии фононоБ определенной частоты в парамагнитных кристаллах, помещенных в постоянное магнитное поле антиферромагнитный — избирательное поглощение энергии электромагнитных волн, проходящих через антиферромагнетик, при определенных значениях частоты и напряженности приложенного к нему магнитного поля гигантский — широкий максимум, которым обладает зависимость сечения ядерных реакций, вызванных налетающей на атомное ядро частицей или гамма-квантом, от энергии возбуждения ядра магнитный — избирательное поглощение энергии проходящих через магнетик электромагнитных волн на определенных частотах, связанное с переориентировкой магнитных моментов частиц вещества параметрический — раскачка колебаний при периодическом изменении параметров тех элементов колебательных систем, в которых сосредоточивается энергия колебаний) [c.271]

ФАКТОР <есть причина, движущая сила какого-либо процесса, явления, определяющая его характер или отдельные его черты магнитного расщепления — множитель в формуле для расщепления уровней энергии, определяющий величину расщепления, выраженный в единицах магнетона Бора размагничивающий— коэффициент пропорциональности между напряженностью размагничивающего магнитного поля образца и его намагниченностью структурный—величина, характеризующая способность элементарной ячейки кристалла к когерентному рассеянию рентгеновского излучения, гамма-излучения и нейтронов в зависимости от внутреннего строения ячейки) ФЕРРИМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты ионов, входящих в его состав, образуют две или большее число подсистем (магнитных подрещеток) ФЕРРОМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты атомов или ионов самопроизвольно ориентированы параллельно друг другу ФИЛЬТРАЦИЯ—движение жидкости или газа через пористую среду ФЛУКТУАЦИЯ <есть случайное отклонение значения физической величины от ее среднего значения, обусловленное прерывностью материи и тепловым движением частиц абсолютная — величина, равная корню квадратному из квадратичной флуктуации квадратичная 01ли дисперсия) равна среднему значению квадрата отклонения величины от ее среднего значения относительная равна отношению абсолютной флуктуации к среднему значению физической величины) ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, быстро затухающая после прекращения действия возбудителя свечения ФОРМУЛА (барометрическая — соотношение, определяющее зависимость давления или плотности газа от высоты в ноле силы тяжести Больнмаиа показывает связь между энтропией системы и термодинамической вероятностью ее состояния Вина устанавливает зависимость испускательной способности абсолютно черного тела от его частоты в третьей степени и неизвестной функции отношения частоты к температуре) [c.292]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...