books theory and experiment
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
النظرية والتجربة (Info)
بالنسبة إلى وصف معادلة شرودنجر للإلكترون فهي لا تتنبأ بالعزم المغزلي له ، ولكن يمكن عن طريق ربطها بمعادلة باولي تعيين خصائص حركة الإلكترون بما فيها العزم المغزلي. وفي تلك المعاملة الرياضية - التي لا تأخذ تأثيرات النظرية النسبية في الحسبان - يتضح أن معامل المغناطيسية الدورانية giromagnetic factor يمكن الحصول علية بقيم مختلفة فهي لا تفيدنا في تلك الحالة. ولكن وصف الإلكترون عن طريق معادلة ديراك - وهي تربط بين ميكانيكا الكم والنظرية النسبية الخاصة - فهي تتنبأ لجسيم من الفرميونات ذو عزم مغزلي 1/2 بأن يكون معامل المغناطيسية الدورانية له مساويا .
وكانت أول تجارب تقوم بقياس معامل المغناطيسية الدورانية للإلكترون وتمكنت من تعيين المعامل بالتقريب . ولكن التجارب التي أجريت بدقة أكبر بعد ذلك بينت أن معامل لاندي يختلف قليلا عن نتيجة ديراك . وسمي الاختلاف بين القياسات والحساب النظري بأنه "عزم مغناطيسي شاذ". كما تُسمى التجارب التي تـُجرى بغرض تحديده بالضبط هي الأخرى تجارب (g-2).
ومعادلة ديراك لا تأخذ إمكانية إنتاج إلكترون-بوزيترون من فوتون ولا إفنائهما وتولد فوتونين في الحسبان. ولكن ديناميكا كهرتحريك الكم هي التي أمكنها ذلك ، ففيها يصحح اقتران الإلكترون بالمجال المغناطيسي. وهذا التصحيح هو الذي يُنتج المقدار الصحيح لمعامل لاندي ، وهي تقدره للإلكترون (وهو تقدير نظري) بالمقدار :
في حين تنتج التجربة قيمتة ب:
وتلك هي أقرب توافق بين للقيمة المعينة عمليا والقيمة المحسوبة نظريا. وقد ساعد هذا الحساب الدقيق لمعامل لاندي على التطبيق النظري لحساب خصائص الميون وهي تتمشى مع نظرية النموذج العياري للجسيمات الأولية.
وأما الجسيمات الأولية المركبة (مثل البروتون والنيوترون ، فهما مركبان من كواركات) ، ويتسم كل منها بمعامل لاندي آخر،
وبالنسبة إلى المعامل الخاص بالنيوترون فإنه يعتمد بشدة على طاقة ارتباط العزم المغزلي بالمجال المغناطيسي Spin-Magnetic field-Energy في النيوترون بالمقارنة بقوة ارتباط طاقة العزم المداري بالمجال المغناطيسي للبروتون ، ذلك لأن النيوترون غير مشحون وهو بذلك ليست له طاقة ارتباط بين العزم المداري والمجال المغناطيسي.
معاملات المغناطيسية الدورانية g-factors للبروتون والنيوترون لم يمكن حسابها نظريا بدقة كاملة بسبب عدم معرفتنا بالضبط مكونات ذلك الجسيمين وكيفية تفاعل الكواركات والجلوونات فيها.
وقد قام بوليكارب كوش وغيره في الخمسينات من القرن الماضي بتعيين معامل المغناطيسية الدورانية للإلكترون المرتبط بذرة ، كما قام ريتشارد كرين عام 1954 بتعيين معامل المغناطيسية الدورانية للإكترون الحر. كما قام فيرنون هيوس بتعيين معامل المغناطيسية الدورانية للميون بواسطة تجربة أجراها في معمل بروكهافن الوطني وقام بنشر نتائجه عام 2002. والمقارنة بين الحسابات النظرية ونتائج التجربة في تلك الحالة أصعب ، ذلك لأن الحساب النظري لا يحصل على المعامل مباشرة وإنما يعتمد أيضا على ادخال بعض النتائج العملية الأخرى في الحساب.
وقد أظهر تحليل تم عام 2007 وجود عدم تطابق بين القياس والنتائج الحسابية المعتمدة على نظرية النموذج العياري. ولكن نشرت مقالة علمية قام بنشرها هاجيوارا وزملاؤه عام 2007 تبين تحسينا في الحسابات لنظرية لمسألة g-2 للميون.
