Η ανώμαλη μαγνητική ροπή του ηλεκτρονίου

Posted on 19/04/2015

0


Διαγράμματα Feynman 10ης τάξης

anomalous_magnetic_electron2Σήμερα θα ήθελα να σας δείξω ένα γράφημα που αντικατοπτρίζει σε μεγάλο βαθμό την πολυπλοκότητα των θεωρητικών υπολογισμών στις μέρες μας. Το γράφημα αυτό είναι μία συλλογή από κάποια από τα διαγράμματα Feynman που θα πρέπει να υπολογιστούν ώστε να βρεθεί μία ιδιότητα του ηλεκτρονίου, η λεγόμενη ανώμαλη μαγνητική ροπή του.

Μία ανωμαλία, στη γλώσσα της κβαντικής θεωρίας πεδίου, είναι η έλλειψη μιας συμμετρίας ενός φυσικού συστήματος στο κβαντικό επίπεδο, όταν το ίδιο σύστημα πριν την κβάντωση διαθέτει αυτήν τη συμμετρία. Η απώλεια της συμμετρίας είναι συνέπεια των νόμων του κβαντικού κόσμου, και η λεπτομερής μελέτη παρόμοιων καταστάσεων μας επιτρέπει να κατανοήσουμε διάφορες πτυχές του, όπως επίσης και να επιβεβαιώσουμε πως η θεωρία μας αποτελεί μία ικανοποιητική περιγραφή της φυσικής πραγματικότητας.

Όσο για εδώ, έχουμε να κάνουμε με τη μαγνητική διπολική ροπή ενός στοιχειώδους σωματιδίου. Εάν φανταστούμε το ηλεκτρόνιο ως μία φορτισμένη σφαίρα που περιστρέφεται γύρω από κάποιον άξονα, τότε δεν μας είναι δύσκολο να καταλάβουμε πως θα πρέπει να δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο: η μαγνητική δύναμη παράγεται πάντοτε από ηλεκτρικά ρεύματα (στην περίπτωσή μας λόγω περιστροφής). Όμως το ηλεκτρόνιο είναι ένα σημειακό σωματίδιο, οπότε αυτή η εξιδανίκευση της φορτισμένης σφαίρας δεν βοηθάει εδώ. Το ίδιο και η σε κλασσικό επίπεδο ιδέα περί σπιν. Παρ’ όλα αυτά, το ηλεκτρόνιο έχει ιδιοστροφορμή, και συνεπώς έχει μαγνητική ροπή, η οποία και μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας μία εξίσωση που ανακάλυψε ο Ντιράκ πριν από 85 χρόνια. Και η μαγνητική ροπή αυτή είναι ανώμαλη, καθώς η τιμή της διαφέρει από την αντίστοιχη «κλασσική» τιμή για ένα κατά Ντιράκ σημειακό σωματίδιο, φορτίου e και ιδιοστροφορμής 1/2….
… διαβάστε τη συνέχεια εδώ: qdepizwn.wordpress.com

Ετικέτα: