Электрон
Масса mec2, МэВ
0.51099892 ±0.00000004
Электрический заряд, Кулон
−(1.60217653 ±0.00000014) 10−19
Спин J, =
1
2
Магнитный момент, e=
2mec
1.001159652187 ±0.000000000004
Время жизни τ, лет
> 4.6 1026
Лептонное число Le
+1
Лептонные числа Lμ , Lτ
0
Спин s, магнитный момент μ
электрона
Спиновый s и магнитный момент μ электрона
— различные физические величины. Однако эти величины тесно связаны между собой.
Для того, чтобы объяснить расщепление спектральных линий эффекта Зеемана необходимо предположить, что электрон обладает магнитным дипольным моментом, равным одному магнетону Бора:
μ |
Б |
= |
e= |
|
|
|
|
2mec |
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|||
Учитывая, что |
спин электрона s = |
=, |
|||||
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
магнитный дипольный момент электрона можно выразить через спин:
μG = mce sG
В трёхмерном пространстве вектор спина электрона имеет только два значения проекции
sz |
= + |
1 |
= и |
sz |
= − |
1 |
=. Векторы с такими |
|
2 |
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
свойствами называют спинорами.
Вопрос
Предложите эксперимент по измерению стабильности электрона.
Магнитныймоментэлектрона
Willis Eugene Lamb |
Polykarp Kusch |
При внесении в вакуум внешнего электрического заряда между ними возникает взаимодействие, что приводит к наблюдаемым физическим эффектам — сдвигу уровней атома, изменению величины магнитного момента электрона и др.
В 1953г. В. Лэмбом было обнаружено, что уровни 2s1/2 и 2p1/2 атома водорода имеют несколько различные значения энергии — лэмбовский сдвиг:
Eлэмб |
|
4 e4 |
|
= 2 |
|
ψu (0) |
|
2 |
ln |
2=2c2 |
≈ 4 10 |
−6 |
эВ |
|||||
|
|
|
||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
||||||||||
|
|
3 |
|
=c mc |
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Лэмбовский сдвиг обусловлен различным взаимодействием
электрона с положительным и отрицательным зарядом электрон-позитронной пары вакуума (поляризация вакуума). За счёт поляризации вакуума магнитный момент электрона должен отличаться от магнетона Бора:
μэл = μБ 1+ 2πe2=c =(1+1.15 10−3 )μБ
Нобелевские премии по физике
1955 г. В. Лэмб. За открытия, связанные с наблюдением тонкой структуры спектра водорода.
П. Каш. За прецизионное определение магнитного момента электрона.