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异常磁矩

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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电子对费米子磁矩的单循环修正异常磁矩的单循环修正对应最早且最大的量子力学修正,而电子的异常磁矩单循环修正可由右图顶点函数(英语:Vertexfunction)的计算所得。这个计算还是相对地直接的,单循环结果为:其中α为精细结构常数。这个结果最早由朱利安·施温格于1948年得出,而这个数也被铭刻在他的墓碑之上。电子异常磁矩的量子电动力学公式系数的计算到2009年已经用到α,而且已知解析值已逹到α。量子电动力学的预测值与实验观测值在超过10位有效数字时仍然一致,因此电子异常磁矩是物理学史上确认准确性最高的常数。现时的实验与误差为:根据以上的数值,a的已知准确度大概为十亿分之一(10)。要达到这样的准确度,量度g时的准确度需达千亿分之一(10)。μ子μ子g-2的单循环最小超对称标准模型(英语:MinimalSupersymmetricStandardModel)修正,分别内含超中性子和超μ子(左...

电子

异常磁矩

对费米子磁矩的单循环修正

异常磁矩的单循环修正对应最早且最大的量子力学修正,而电子的异常磁矩单循环修正可由右图 顶点函数 ( 英语 : Vertex function ) 的计算所得。这个计算还是相对地直接的 ,单循环结果为:

其中α为精细结构常数。这个结果最早由朱利安·施温格于1948年得出 ,而这个数也被铭刻在他的墓碑之上。电子异常磁矩的量子电动力学公式系数的计算到2009年已经用到α ,而且已知解析值已逹到α 。量子电动力学的预测值与实验观测值在超过10位有效数字时仍然一致,因此电子异常磁矩是物理学史上确认准确性最高的常数。

现时的实验与误差为 :

根据以上的数值,a的已知准确度大概为十亿分之一(10 )。要达到这样的准确度,量度g时的准确度需达千亿分之一(10 )。

μ子

μ子g-2的单循环 最小超对称标准模型 ( 英语 : Minimal Supersymmetric Standard Model ) 修正,分别内含超中性子和超μ子(左),以及 超荷子 ( 英语 : chargino ) 和超μ子超中微子。

μ子的异常磁矩计算方式与电子的相近,它的量度可以作为标准模型的精密试验。μ子的异常磁矩预测值包含三个部分 :

首两个部分分别代表电子和光子循环,以及W及Z玻色子循环,而它们可以通过第一原理的计算准确地得知。第三部分代表强子循环,而这部分不能单独通过理论来准确得知。它需要使用通过量度电子─反电子(e e )碰撞时重子转化成μ子所得的实验比值( R ( 英语 : R (cross section ratio) ) )来估算。实验值与标准模型预测值的不确定度在2006年时超过标准差的3.6倍 ,意味着超出标准模型旳物理学可能对此有所影响(或是理论/实验误差并不是完全受到控制)。这是标准模型与实验间其中一项由来已久的差异。

布鲁克黑文国家实验室的E831实验研究μ子与反μ子在不变外加磁场下的进动,实验中粒子环绕密闭的贮存环运动 。

E821实验对外公布的平均值为

其中第一个误差是统计误差,第二个是系统误差 。

费米国立加速器实验室有一项新的实验,叫“μ子g-2”,他们计划使用E821实验用的磁铁来改进这个数值的准确度 。预计会在2016年开始收集数据,同时亦预计运行数年后所得的实验准确值将会为现时的4倍。

复合粒子

复合粒子的异常磁矩通常都相当大。由夸克组成且带电荷的质子如此,而带中性电荷的中子也是如此。

参考文献

来源

Vonsovsky, Sergei. Magnetism of Elemetary Particles. Mir Publishers. 1975.

Kusch, P.; Foley, H. M. The Magnetic Moment of the Electron. Physical Review. 1948, 74 (3): 250–263.Bibcode:1948PhRv...74..250K. doi:10.1103/PhysRev.74.250 .

参见

g-factor (physics)

Anomalous electric dipole moment


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