Kernmagneton

Das Kernmagneton (Symbol $ \mu _{\mathrm {K} } $ oder $ \mu _{\mathrm {N} } $ mit N für Nukleon) wird in der Kern- und Teilchenphysik üblicherweise als Einheit für magnetische Momente verwendet. Es ist definiert als Betrag des magnetischen Moments eines Dirac-Teilchens mit der Ladung und Masse des Protons:

$ \mu _{\mathrm {N} }={\frac {e}{2m_{\mathrm {p} }}}\,\hbar $

mit

$ e $: elektrische Elementarladung

$ \hbar $: reduziertes plancksches Wirkungsquantum

$ m_{\mathrm {p} } $: Protonmasse.

Nach derzeitiger Messgenauigkeit hat es den Wert:^[1][2]

$ {\begin{aligned}\mu _{\mathrm {N} }&=3{,}152\,451\,258\,44(96)\cdot 10^{-8}\ \mathrm {eV/T} \\&=5{,}050\,783\,7461(15)\cdot 10^{-27}\ \mathrm {J/T} ,\end{aligned}} $

wobei die eingeklammerten Ziffern die Unsicherheit in den letzten Stellen des Wertes bezeichnen, diese Unsicherheit ist als geschätzte Standardabweichung des angegebenen Zahlenwertes vom tatsächlichen Wert angegeben; es stehen

$ \mathrm {eV} $ bzw. $ \mathrm {J} $ für die Energieeinheiten Elektronenvolt bzw. Joule

$ \mathrm {T} $ für die Einheit Tesla der magnetischen Flussdichte.

Die gemessenen magnetischen Momente von Proton und Neutron sind:

$ {\begin{aligned}\mu _{\mathrm {p} }&=2{,}7928\,\mu _{\mathrm {N} }\\\mu _{\mathrm {n} }&=-1{,}9130\,\mu _{\mathrm {N} },\end{aligned}} $

Wären sie punktförmige Teilchen, würde man $ \mu _{\mathrm {p} }=1\,\mu _{\mathrm {N} } $ und $ \mu _{\mathrm {n} }=0\,\mu _{\mathrm {N} } $ erwarten. Diese deutliche Diskrepanz war einer der frühesten Hinweise dafür, dass Proton und Neutron zusammengesetzte Teilchen sind (aus Quarks, wie man heute weiß).

Siehe auch

• Bohrsches Magneton
• Gyromagnetisches Verhältnis

Einzelnachweise