Аномальный магнитный момент
электрона.
Из квантовой теории электрона (уравнения Дирака) следует, что электрон должен об-
ладать магнитным моментом, равным маг-
нетону Бора: |
0 |
|
e |
|
|||
|
2me |
||
|
|
|
Однако из-за экранировки заряда вследствие 
поляризации вакуума в действительности магнитный момент электрона немного отли-
чается от μ0 и называется аномальным магнитным моментом. 
Теоретическое значение
магнитного момента электрона
Поправку на взаимодействие с виртуальны-
ми фотонами, электронами и позитронами,
окружающими реальный электрон, уда-
лось вычислить и измерить с огромной
точностью. Теоретическое значение полу- чил Ю.Швингер (J.Schwinger) :
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
3 |
|
|
theory |
|
0 |
|
1 |
e |
0.32848 |
e |
1.184175 |
e |
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.001159652236 0 |
|
|
|
|
|
|||||
Экспериментальное определение
аномального магнитного момента электрона
Экспериментальная проверка основана на измере-
нии g-фактора свободного электрона: |
|||||||||||||
|
g |
|
J |
, |
|
|
|
|
e |
|
|||
|
0 |
|
|
|
0 |
2m |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
а именно, измеряется отклонение этой величины от |
|||||||||||||
двойки: |
a |
|
g |
|
2 |
|
/ 2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вэкспериментах используется тот факт, что в одно-
родном магнитном поле спин и импульс частицы со спином 1/2 и значением g-фактора равным 2,
составляют все время один и тот же угол. 
Продольно поляризованные электроны, т.е. электро- ны со спином и импульсом, направленными одинако- во, инжектируются в однородное магнитное поле, создаваемое соленоидом. В таком поле электроны движутся по винтовой линии, совершая большое ко- личество витков от входа в установку до выхода из нее. 
После большого числа оборотов можно измерить угол между спином и импульсом. Если бы g-фактор был точно равен 2, то спин и импульс выходящих из установки электронов так и остались бы параллель- ными друг другу. Однако небольшое отличие g-фак- тора от двойки приводит к появлению угла, который увеличивается с каждым оборотом.
За время t движения электрона в поле B угол между
импульсом и спином становится равным |
||
|
a t eB t |
|
где |
mc |
|
eB / mc |
||
|
||
- циклотронная частота. Если произведение Bt ве- лико, то и угол становится большим, и его можно измерить с большой точностью.
Экспериментальное значение аномального магнит- 
ного момента электрона впервые получил амери-
канский физик П.Каш (P.Kusch), нобелевская
премия 1955 года (вместе с У.Лэмбом).
Современное экспериментальное значение маг- нитного момента электрона:
μexp = (1.00115965241 ± 0.00000000002) μ0.
Относительное отклонение теоретического и экс- периментального значений равно 2 10-6. Совпа- дение настолько хорошее, что не оставляет
никаких сомнений в правильности КЭД.
Аналогичные эксперименты выполнены и для дру- гих заряженных лептонов: позитрона и положи- 
тельного и отрицательного мюонов. Для этих
частиц точность измерений меньше, но совпаде- ние с теорией также хорошее: относительное отклонение теоретического и эксперименталь- ного значений равно (2-5) 10-4. 