Moment magnétique de spin

En physique, le moment magnétique de spin représente le moment magnétique associé au spin d'une particule.



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Physique théorique - Physique quantique

En physique, le moment magnétique de spin représente le moment magnétique associé au spin d'une particule.

Définition - Magnéton de Bohr

Pour l'électron, possédant un spin 1/2, c'est-à-dire S= \hbar /2 et un facteur de Landé g = 2, on obtient le «quantum magnétique» suivant, nommé magnéton de Bohr :

\mu_{B} = \frac{e \hbar}{2 m_e}

Définition - Facteur de Landé

On associe à une particule de charge q, de masse m, et de spin donné un moment magnétique de spin :


\vec{\mu}_S \ = \ g \ \frac{q}{2 m} \ \vec{S}


g est un nombre pur, nommé facteur de Landé (1921). Ce nombre fluctue selon la nature de la particule : on a approximativement g = 2 pour l'électron, g = 5, 586 pour le proton, et g = − 3, 826 pour le neutron [1].

On remarquera que le moment magnétique de spin de l'électron est à peu de choses près identique au magnéton de Bohr car g\approx 2 (cf ci-dessous) et avec, comme spin de l'électron s = 1 / 2 :

\mu_S\approx 2\frac{e}{2m_e}\frac{\hbar}{2}=\mu_B.

Moment magnétique anormal de l'électron

Icône de détail Article détaillé : Moment magnétique anormal.

L'équation de Dirac prédit pour l'électron un facteur de Landé précisément identique à : g = 2. Or, la valeur expérimentale admise en 2005 vaut :

g \ \simeq \ 2,002 \ 319 \ 304 \ 373 \ 7

Il existe par conséquent un écart, décelé pour la première fois en 1947 dans la structure hyperfine de l'hydrogène et du deutérium : on parle alors de moment magnétique anormal de l'électron. La théorie quantique des champs du modèle standard rend compte avec une très grande précision de cette anomalie.

Voir aussi

Bibliographie

Notes et références

  1. Quoique le neutron ait une charge q = 0, il possède un spin 1/2\hbar. On lui attribue ici un facteur de Landé correspondant au moment magnétique de spin calculé pour la valeur q = e, pour le comparer à ceux de l'électron et du proton.

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"... du moment magnétique de spin de ..."

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