Магнитный момент. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Магнитный момент - физическая величина, характеризующая магнитные свойства системы заряженных частиц (или отдельные частицы) и определяющая наряду с другими мультипольными моментами (дипольным электрическим моментом, квадрупольным моментом и т. д., см. мультиполи) взаимодействие системы с внешними электромагнитными полями и с другими подобными системами.

Согласно представлениям классической электродинамики, магнитное поле создаётся движущимися электрическими зарядами. Так как магнитное поле по своей природе является вихревым, то в нем отсутствуют полюса и гипотетические магнитные монополи. Поэтому элементарной характеристикой магнитных свойств оказывается именно магнитный момент.

Система, обладающая магнитным моментом

(аксиальный вектор), на больших расстояниях от системы создаёт магнитное поле

(r - радиус-вектор точки наблюдения). Аналогичный вид имеет электрическое поле диполя, состоящего из двух близко расположенных электрических зарядов противоположного знака. Однако, в отличие от электрического дипольного момента магнитный момент создаётся не системой точечных "магнитных зарядов", а электрическими токами, текущими внутри системы. Если замкнутый электрич. ток плотности

течёт в ограниченном объёме V, то создаваемый им магнитный момент определяется формулой

В простейшем случае замкнутого кругового тока I, текущего вдоль плоского витка площади s,

, причём вектор магнитного момента направлен вдоль правой нормали к витку.

Если ток создаётся стационарным движением точечных электрических зарядов

с массами

, имеющими скорости

, то возникающий магнитный момент, как следует из формулы (1), имеет вид

где подразумевается усреднение микроскопических величин по времени. Поскольку стоящее в правой части векторное произведение пропорционально вектору момента количества движения частицы

(предполагается, что скорости

), то вклады отдельных частиц в магнитный момент и в момент количества движения оказываются пропорциональными:

Коэффициент пропорциональности е/2тс называется гиромагнитным отношением; эта величина характеризует универсальную связь между магнитными и механическими свойствами заряженных частиц в классической электродинамике. Однако движение элементарных носителей заряда в веществе (электронов) подчиняется законам квантовой механики, вносящей коррективы в классическую картину. Помимо "орбитального" механического момента количества движения L электрон обладает внутренним механическим моментом - спином

. Полный магнитный момент электрона равен сумме орбитального М. м. (2) и спинового магнитного момент.

Как видно из этой формулы (вытекающей из Дирака уравнения для электрона), гиромагного отношение для спина оказывается ровно в два раза больше, чем для орбитального момента. Особенностью квантового представления о магнитном и механическом моментах является также то, что векторы

не могут иметь определённого направления в пространстве вследствие некоммутативности операторов проекции этих векторов на оси координат.

Спиновый магнитный момент заряженной частицы, определяемый формулой (3), называется нормальным, для электрона он равен магнетону Бора. Опыт показывает, однако, что магнитный момент электрона

отличается от (3) на величину порядка

(

- постоянная тонкой структуры). Подобная добавка, называемая аномальным магнитным моментом, возникает вследствие взаимодействия электрона с фотонами, она описывается в рамках квантовой электродинамики. Аномальными магнитными моментами обладают и другие элементарные частицы; особенно велики они для адронов, которые, согласно современным представлениям, имеют внутреннюю структуру. Так, аномальный магнитный момент протона в 2,79 раза больше "нормального" - ядерного магнетона,

(М - масса протона), а магнитный момент нейтрона равен -1,91

, т. е. существенно отличен от нуля, хотя нейтрон не обладает электрическим зарядом. Такие большие аномальные магнитные моменты адронов обусловлены внутр. движением входящих в их состав заряженных эфирных доменов.

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.