Kernmagneton

Physikalische Konstante
Name Kernmagneton
Formelzeichen $ \mu _{\mathrm {K} },\,\mu _{\mathrm {N} } $
Größenart Magnetisches Moment
Wert
SI Vorlage:ZahlExp
Unsicherheit (rel.) Vorlage:ZahlExp
Bezug zu anderen Konstanten
$ \mu _{\mathrm {N} }={\frac {e}{2m_{\mathrm {p} }}}\,\hbar $
Quellen und Anmerkungen
Quelle SI-Wert: CODATA 2018 (Direktlink)

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

Einzelnachweise

  1. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juli 2019. Wert für $ \mu _{\mathrm {N} } $ in der Einheit Elektronenvolt pro Tesla
  2. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juli 2019. Wert für $ \mu _{\mathrm {N} } $ in der Einheit Joule pro Tesla

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