Fattore-g

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In fisica, in particolare in fisica atomica, il fattore-g, anche chiamato momento magnetico adimensionale o con il termine inglese g-factor, è una quantità adimensionale che caratterizza il momento magnetico e il rapporto giromagnetico di una particella.

Il fattore-g è una costante di proporzionalità che collega il momento magnetico μ al numero quantico del momento angolare orbitale e ad una unità fondamentale magnetica, generalmente il magnetone di Bohr o il magnetone nucleare.

Il fattore-g dell'elettrone[modifica | modifica wikitesto]

Vi sono tre momenti magnetici associati all'elettrone: lo spin, il numero quantico azimutale e la loro somma, il momento angolare totale. Ad ognuno di questi momenti corrisponde un dato fattore-g:

Fattore-g di spin[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Spin.

Il fattore-g associato allo spin, identificato con o , è definito da:

dove è il momento magnetico totale associato allo spin, lo spin e il magnetone di Bohr.

La componente lungo l'asse z del momento magnetico è:

Il valore è approssimativamente 2,002319 ed è noto con grande precisione.[1][2][3]

Fattore-g orbitale[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Momento angolare orbitale.

Il fattore-g orbitale, identificato con , è definito:

dove è il momento magnetico totale associato al momento angolare .

Il valore di è circa pari a 1, e la componente lungo l'asse z del momento magnetico è:

che, essendo , è pari a .

Fattore-g di Landé[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Fattore di Landé.

Il fattore-g di Landé, identificato con , è dato da:

dove è il momento magnetico totale, derivante sia dal momento angolare che dallo spin, e quindi dal momento angolare totale . Il valore di è dunque associato in questo caso a e .

Fattore-g nucleare[modifica | modifica wikitesto]

Protoni, neutroni e vari nuclei hanno spin e momento magnetico, e dunque anche un caratteristico fattore-g.
La formula che li relaziona è:

dove è il momento magnetico risultante dallo spin, è lo spin nucleare e il magnetone nucleare.

Fattore-g del muone[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Muone.

Il muone, come l'elettrone, ha un fattore-g di spin dato da:

dove è il momento magnetico risultante dallo spin e la massa della particella.

Fattori-g noti[modifica | modifica wikitesto]

I valori dati dal National Institute of Standards and Technology di alcune particelle sono:[4]

Particella fattore-g Incertezza
Elettrone
Neutrone
Protone
Muone

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ See CERN courier article
  2. ^ B Odom, D Hanneke, B D'Urso and G Gabrielse, New measurement of the electron magnetic moment using a one-electron quantum cyclotron, in Physical Review Letters, vol. 97, nº 3, 2006, p. 030801, DOI:10.1103/PhysRevLett.97.030801.
  3. ^ S J Brodsky, V A Franke, J R Hiller, G McCartor, S A Paston and E V Prokhvatilov, A nonperturbative calculation of the electron's magnetic moment, in Nuclear Physics B, vol. 703, 1-2, 2004, pp. 333–362, DOI:10.1016/j.nuclphysb.2004.10.027.
  4. ^ CODATA Values of the Fundamental Constants

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • (EN) E.A. Nersesov, Fundamentals of atomic and nuclear physics, (1990), Mir Publishers, Moscow, ISBN 5-06-001249-2

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]