АНОМА́ЛЬНЫЙ МАГНИ́ТНЫЙ МОМЕ́НТ

АНОМА́ЛЬНЫЙ МАГНИ́ТНЫЙ МОМЕ́НТ, от­кло­не­ние ве­ли­чи­ны маг­нит­но­го мо­мен­та эле­мен­тар­ной час­ти­цы от «нор­маль­но­го» зна­че­ния, пред­ска­зы­вае­мо­го ре­ля­ти­ви­ст­ским кван­то­воме­ха­нич. урав­не­ни­ем, опи­сы­ваю­щим по­ве­де­ние час­ти­цы. Маг­нит­ный мо­мент эле­мен­тар­ной час­ти­цы с мас­сой $m$ и за­ря­дом $e$x пред­став­ля­ет­ся в ви­де ${\bf 𝛍}=gμ_0\boldsymbol s$, где $μ_0$ – маг­не­тон для рас­смат­ри­вае­мой час­ти­цы; $\boldsymbol s$ – её спи­но­вый мо­мент в еди­ни­цах по­сто­ян­ной План­ка $\hbar$, $g$ – Лан­де мно­жи­тель ($g$-фак­тор), за­ви­ся­щий от ти­па час­ти­цы. Для час­ти­цы со спи­ном 1/2 из урав­не­ния Ди­ра­ка в пре­неб­ре­же­нии ра­диа­ци­он­ны­ми по­прав­ка­ми сле­ду­ет, что $g =$ 2. Зна­че­ние $g =$ 2 от­ве­ча­ет нор­маль­но­му (ди­ра­ков­ско­му) маг­нит­но­му мо­мен­ту час­ти­цы со спи­ном 1/2. А. м. м. та­кой час­ти­цы на­зы­ва­ют часть маг­нит­но­го мо­мен­та $\delta{\bf 𝛍}=(g-2)μ_0\boldsymbol s$, свя­зан­ную с от­кло­не­ни­ем $g$-фак­то­ра от 2. Эта часть це­ли­ком свя­за­на с ра­ди­ац. по­прав­ка­ми.

Из­ме­ре­ния ин­тер­ва­лов сверх­тон­кой струк­ту­ры уров­ней энер­гии во­до­ро­да и дей­те­рия, вы­пол­нен­ные в 1947, по­ка­зали от­кло­не­ние от тео­рии, в ко­то­рой ис­поль­зо­ва­лось зна­че­ние $g =$ 2 для элек­тро­на. Для объ­яс­не­ния это­го от­кло­не­ния Г. Брейт в 1947 пред­по­ло­жил на­ли­чие ма­лой (ано­маль­ной) по­прав­ки к ди­ра­ков­ско­му зна­че­нию $g$-фак­то­ра. В 1948 бы­ли вы­пол­не­ны пря­мые из­ме­ре­ния $g$-фак­то­ра элек­тро­на, под­твер­див­шие пред­по­ло­же­ния Г. Брей­та. В этом же го­ду Дж. Швин­гер по­ка­зал, что ра­ди­ац. по­прав­ки низ­ше­го по­ряд­ка по по­сто­ян­ной тон­кой струк­ту­ры $α ≈$ 1/137 в рам­ках кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ки при­во­дят к зна­че­нию $g = 2 + (α/π)$, хо­ро­шо со­гла­сую­ще­му­ся с экс­пе­ри­мен­том.

Из­ме­ре­ния А. м. м. для леп­то­нов – элек­тро­на, по­зи­тро­на, мюо­нов – от­но­сят­ся к чис­лу наи­бо­лее точ­ных из­ме­рений в фи­зи­ке. Про­ве­дён­ные рас­чё­ты вкла­да в А. м. м. выс­ших ра­ди­ац. по­пра­вок по­ряд­ка $(α/π)^2, (α/π)^3$ и $(α/π)^4$, в т. ч. ад­рон­ной по­ля­ри­за­ции ва­куу­ма и сла­бо­го взаи­мо­дей­ст­вия, да­ют зна­че­ния, на­хо­дя­щи­е­ся в со­гла­сии с экс­пе­ри­мен­том. Это под­твер­жда­ет спра­вед­ли­вость кван­то­вой элек­т­ро­ди­на­ми­ки и тео­ре­мы CPT.

Для ад­ро­нов А. м. м. и нор­маль­ный маг­нит­ный мо­мент име­ют, во­об­ще го­воря, оди­на­ко­вый по­ря­док ве­ли­чи­ны, по­это­му час­то ока­зы­ва­ет­ся не­удоб­ным раз­де­лять пол­ный маг­нит­ный мо­мент на нор­маль­ную и ано­маль­ную час­ти.