(аксиальный вектор), на больших расстояниях от системы создаёт магн. поле
Приглашаем посетить сайт
МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ
МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ - физ. величина, характеризующая магн. свойства системы заряж. частиц (или отд. частицы) и определяющая наряду с др. мультипольными моментами (дипольным электрич. моментом, квадрупольным моментом и т. д., см. Мулътиполи )взаимодействие системы с внеш. эл.-магн. полями и с др. подобными системами.
Согласно представлениям классич. электродинамики, магн. поле создаётся движущимися электрич. зарядами. Хотя совр. теория не отвергает (и даже предсказывает) существование частиц с магн. зарядом ( магнитных монополей), такие частицы пока экспериментально не наблюдались и в обычном веществе отсутствуют. Поэтому элементарной характеристикой магн. свойств оказывается именно М. м. Система, обладающая М. м. (аксиальный вектор), на больших расстояниях от системы создаёт магн. поле
(
- радиус-вектор точки наблюдения). Аналогичный вид имеет электрич. поле диполя, состоящего из двух близко расположенных электрич. зарядов противоположного знака. Однако, в отличие от электрич. дипольного момента. М. м. создаётся не системой точечных "магн. зарядов", а электрич. токами, текущими внутри системы. Если замкнутый электрич. ток плотности 
течёт в ограниченном объёме V, то создаваемый им М. м. определяется ф-лой
В простейшем случае замкнутого кругового тока I, текущего вдоль плоского витка площади s, 
, причём вектор М. м. направлен вдоль правой нормали к витку.
Если ток создаётся стационарным движением точечных электрич. зарядов 
с массами 
, имеющими скорости 
, то возникающий М. м., как следует из ф-лы (1), имеет вид
где подразумевается усреднение микроскопич. величин по времени. Поскольку стоящее в правой части векторное произведение пропорционально вектору момента кол-ва движения частицы 
(предполагается, что скорости 
), то вклады отд. частиц в М. м. и в момент кол-ва движения оказываются пропорциональными:
Коэффициент пропорциональности е/2тс наз. гиромагнитным отношением; эта величина характеризует универсальную связь между магн. и механич. свойствами заряж. частиц в классич. электродинамике. Однако движение элементарных носителей заряда в веществе (электронов) подчиняется законам квантовой механики, вносящей коррективы в классич. картину. Помимо орбитального механич. момента кол-ва движения L электрон обладает внутренним механич. моментом - спином
. Полный М. м. электрона равен сумме орбитального М. м. (2) и спинового М. м.
Как видно из этой ф-лы (вытекающей из релятивистского Дирака уравнения для электрона), гиромагн. отношение для спина оказывается ровно в два раза больше, чем для орбитального момента. Особенностью квантового представления о магн. и механич. моментах является также то, что векторы 
не могут иметь определённого направления в пространстве вследствие некоммутативности операторов проекции этих векторов на оси координат.
Спиновый М. м. заряж. частицы, определяемый ф-лой (3), наз. нормальным, для электрона он равен магнетону Бора . Опыт показывает, однако, что М. м. 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 М. м. обладают и др. элементарные частицы; особенно велики они для адронов, к-рые, согласно совр. представлениям, имеют внутр. структуру. Так, аномальный М. м. протона в 2,79 раза больше "нормального" - ядерного магнетона, 
( М - масса протона), а М. м. нейтрона равен -1,91
, т. е. существенно отличен от нуля, хотя нейтрон не обладает электрич. зарядом. Такие большие аномальные М. м. адронов обусловлены внутр. движением входящих в их состав заряж. кварков.
Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 7 изд., М., 1988; Xуанг К., Кварки, лептоны и калибровочные поля, пер. с англ., М., 1985. Д. В. Гилъцов.