گشتاور مداری دوقطبی مغناطیسی پروتون

[abdossamad2021]

با سلام
اینطوری که من متوجه شدم پروتون دارای دو گشتاور دوقطبی مغناطیسی می باشد یکی مداری و یکی اسپینی
گشتاور اسپنی در ثابت های فیزیک موجود است ولی گشتاور مداری را نتونستم تو اینترنت پیدا کنم کسی می تونه کمک کنه
orbital magnetic dipole moment of proton

با تشکر

[rohamavation]

درست مثل الکترون لحظه دو قطبی مغناطیسی خود را دارد (در واقع دو) ، پروتون ها و نوترون ها نیز گشتاور دو قطبی مغناطیسی خود را ایجاد می کنند. از آنجا که هسته از پروتون ها و نوترون های متراکم شده در یک منطقه منفرد تشکیل شده است ، ما می خواهیم کره ای تصور کنیم ، این بدان معناست که هسته به طور کلی دارای یک گشتاور دو قطبی مغناطیسی خاص خود است و به این لحظه مغناطیسی هسته ای گفته می شود. تکانه زاویه ای هسته هسته ای کل به عنوان چرخش هسته ای تعریف می شود و چرخش هسته ای را می توان به راحتی با استفاده از عدد کوانتومی چرخش هسته ای به دست آورد (همچنین به عنوان شماره کوانتومی تکانه زاویه ای هسته ای شناخته می شود). همانطور که ممکن است از بحث خود در مورد گشتاور مغناطیسی الکترون انتظار داشته باشیم ، گشتاور دو قطبی مغناطیسی پروتون ، نوترون و هسته به طور کلی از نظر یک ثابت شناخته شده به عنوان مغناطیس هسته ای بور تعریف می شود.لحظه مغناطیسی ، همانطور که ممکن است قبلاً بدانید ، با جرم الکترون یا پروتون متناسب عکس است ، که با رابطه داده می شود:$μ=eL/2m
$جایی که μ لحظه مغناطیسی است ، e بار است ، m جرم است و L حرکت زاویه ای است ، که کوانتیزه می شود.
بنابراین ، اگر من جرم الکترون است و mp جرم پروتون است -
سپس ، $μe∝1/me$ و $μp∝1/mp.$
در اینجا symbol نماد تناسب است.
جایی که μe و μp به ترتیب لحظه های مغناطیسی الکترون و پروتون هستند.
از آنجا که جرم یک پروتون تقریباً 2000 برابر بزرگتر از جرم الکترون است ، گشتاور مغناطیسی الکترون 2000 برابر بیشتر از گشتاور مغناطیسی یک پروتون خواهد بود.
از نظر ریاضی به عنوان
μe≈2000μp
گشتاور مغناطیسی پروتون ، گشتاور دو قطبی مغناطیسی پروتون ، نماد μp است. پروتون ها و نوترون ها ، هر دو نوکلئون ، هسته یک اتم را تشکیل می دهند و هر دو نوکلئون به عنوان آهن ربا های کوچکی عمل می کنند که قدرت آنها با گشتاورهای مغناطیسی آنها اندازه گیری می شود.برای اینکه یک ذره ابتدایی دارای یک لحظه مغناطیسی ذاتی باشد ، باید دارای چرخش و هم بار الکتریکی باشد. نوترون 1/2 sp می چرخد ، اما هیچ بار خالصی ندارد. ... نوترون از سه کوارک تشکیل شده است و لحظه های مغناطیسی این ذرات بنیادی با هم ترکیب می شوند و لحظه مغناطیسی خود را به نوترون می دهند.گشتاور مغناطیسی یک پروتون از یک ویژگی اساسی کوانتومی به نام چرخش ناشی می شود ، که باعث می شود پروتون مانند یک آهنربا میله ای کوچک با قطب شمال و جنوب رفتار کند. چرخش پروتون وقتی در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرد ، می تواند با این میدان هم تراز شود یا برای چرخش در مقابل میدان حرکت کندچرا ممان مغناطیسی یک پروتون ضعیف تر از الکترون است؟گشتاور مغناطیسی هسته ای توسط $\vec{m_N}=g_N\mu_N\vec{I}$داده می شود ، جایی که $\vec{I}$ یک چرخش هسته است ، $g_N$ فاکتور g و $\mu_N=\frac{e\hbar}{2m_p}$ یک آهنربا هسته ای است.
گشتاور مغناطیسی مداری الکترون توسط $\vec{m}=-\mu_B\vec{l}$ داده می شود ، جایی که $\vec{l}$ یک حرکت زاویه ای است (دقیق تر - عملگر حرکت زاویه ای) و $\mu_B=\frac{e\hbar}{2m_e}$ یک آهنربای بور است.
برای پروتون $\langle\vec{m}_N\rangle\approx 2.793\mu_N$
از این رو نسبت $\frac{\langle\vec{m}\rangle}{\langle\vec{m}_N\rangle}\approx \frac{\mu_B}{\mu_N}\approx \frac{2000}{2.793}\approx700$
بله چنین تعاملی وجود دارد. گاهی اوقات یک فعل و انفعال چرخش-چرخش نامیده می شود ، گرچه دقیقاً همانطور که می گویید ، این یک فعل و انفعال بین لحظه های دو قطبی مغناطیسی است. در هلیوم ، آن را به ساختار خوب شبیه به ساختار متقابل چرخش کمک می کند. در اتم های دیگر نیز نقش دارد ، اما به میزان قابل توجهی.
این یک تصور غلط رایج است که چرخش یک اثر نسبی یا یک اثر کوانتومی یا هر دو است. به عبارت دقیق ، بیش از هر چیز دیگر یک اثر نسبی گرایی یا یک اثر کوانتومی وجود ندارد. منظور من این است که یک محدودیت سرعت پایین وجود دارد که چرخش همچنان مرتبط است و حالتهای چرخشی وجود دارد که مانند یک حد کلاسیک چرخش رفتار می کنند. از هر دو جنبه ، می توان در مورد سایر درجات آزادی مانند موقعیت و حرکت ، یکسان گفت ، اما ما به طور معمول پیشنهاد نمی کنیم که آنها باید نسبی باشند ، و نه اینکه یک اثر کوانتومی هستند. با گفتن این نکته ، وقتی کسی نظریه کوانتومی نسبی را می سازد کم و بیش مجبور می شود چرخش را در آن بگنجاند ، در حالی که وقتی کسی فیزیک کلاسیک را می سازد می توانید چرخش را کنار بگذارید (از روی ناآگاهی) و یک تئوری معقول هنوز می تواند ساخته شود. (اما لازم نیست آن را کنار بگذارید ، و می توانید در حالی که هنوز فیزیک کلاسیک انجام می دهید با اجازه دادن به توصیف درجه چرخش آزادی ، می توانید آن را با قرار دادن آن در تانسور حرکت زاویه ای با استفاده از اعداد و نه عملگر ، اضافه کنید و نسخه کلاسیک را می توان بدون مزاحمت قابل توجه مشاهده کرد. دلیل اینکه چرخش در عمل "کوانتومی" به نظر می رسد این است که تقریباً همیشه در موقعیت هایی دور از چنین حد کلاسیک با آن روبرو می شویم).