Czynnik Landégo - Polski Serwis Naukowy

Czynnik Landégo (czynnik g, czynnik żyromagnetyczny) - stała proporcjonalności pojawiająca się w związku pomiędzy momentem magnetycznym cząstki elementarnej, a jej momentem pędu. $\mu = g \frac{q}{m} L$

Dla elektronu

Istnienia czynnika g nie da się wytłumaczyć na gruncie teorii klasycznej. Wartość czynnika g = 2 dla elektronu wynika z równania Diraca. Wartość ta nie jest jednak poprawna z powodu oddziaływania elektronu z próżnią (elektron jest cały czas otoczony chmurą cząstek wirtualnych, z którymi oddziałuje). Wartość czynnika Landégo jest najlepiej wyznaczaną wielkością fizyczną (z dokładnością do jedenastu miejsc po przecinku) i służy do testowania elektrodynamiki kwantowej.

Spin jest to własny moment pędu cząstki w układzie w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych. Spin jest pojęciem czysto kwantowym. W mechanice klasycznej, gdy cząstka spoczywa, musi mieć zerowy moment pędu. Układ spoczynkowy istnieje tylko, gdy cząstka ma masę. Gdy cząstka jest bezmasowa (np. foton), można jedynie określić rzut spinu na kierunek propagacji cząstki. Matematycznie spin jest wielkością tensorową wynikającą z teorii kwantowej. Dokładnie jest to własność związana z tensorowym charakterem funkcji falowej, opisującej daną cząstkę, względem grupy obrotów. Np. funkcja falowa pionów może być uważana za wektor, funkcja falowa hipotetycznych grawitonów miałaby być tensorem 2. rzędu, zaś funkcja falowa elektronów jest spinorem o rzędzie 1/2.

Próżnia – w rozumieniu tradycyjnym pojęcie równoważne pustej przestrzeni. We współczesnej fizyce, technice oraz rozumieniu potocznym pojęcie próżni posiada zupełnie odmienne konotacje.

Wartość g dla elektronu (podawana jako g/2): $\frac{g_{e}}{2} = 1,001159652187 \pm 0,000000000004$

Inne cząstki

Stosunkowo duże odstępstwo od 2 dla protonu oraz niezerowa wartość dla neutronu były silnymi przesłankami za istnieniem ich budowy wewnętrznej.

Atom

Dla atomu czynnik Landégo wyrażony jest wzorem $g = 1+ \frac{J(J+1)+S(S+1)-L(L+1)}{2J(J+1)}$

gdzie J, S i L są liczbami kwantowymi: całkowitego momentu pędu, spinu i orbitalnego momentu pędu.

Elektrodynamika kwantowa (ang. QED – Quantum ElectroDynamics) jest to kwantowa teoria pola opisująca oddziaływanie elektromagnetyczne. Jest ona kwantowym uogólnieniem elektrodynamiki klasycznej. Elektrodynamika kwantowa wyjaśnia takie zjawiska jak rozszczepianie poziomów energetycznych atomu w polach elektrycznych i magnetycznych, oraz zwiększanie się wówczas liczby linii widmowych.

Wirtualne cząstki to cząstki fizyczne, które manifestują swoją obecność poprzez oddziaływanie z innymi cząstkami, jednak ich istnienie łamie zasadę zachowania energii w klasycznym sensie (ale nie kwantowym).

Bibliografia

Biuletyn PDG