Spin
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Spin et représentation de groupes

L'analyse du comportement des objets sous l'effet des rotations nécessite de prendre en compte la structure mathématique de groupe formé par celles-ci. À un objet se transformant sous les rotations est alors associée une représentation de groupe. Deux objets ayant des propriétés de symétrie similaires seront donc associés à des représentations équivalentes du groupe des rotations. De ce point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.), le spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au...) n'est rien d'autre qu'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) qui permet de classifier les différentes représentations irréductibles non-équivalentes du groupe des rotations.

Moment magnétique de spin

Définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.). Facteur de Landé

Au moment cinétique orbital (Le moment cinétique orbital est un concept de la mécanique quantique. C'est un cas particulier de moment cinétique quantique.) d'une particule de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.) q et de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave). Ces...) m est associé un moment magnétique orbital :

\vec{\mu}_L \ = \ \frac{q}{2 m} \ \vec{L}

Le facteur q / 2m est appelé rapport gyromagnétique. De même, 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 sans dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa...), appelé facteur de Landé (1921). Ce nombre varie selon la nature de la particule : on a approximativement g = 2 pour l'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.), g = 5,586 pour le proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.), et g=- \, 3,826 pour le neutron (Le neutron est une particule subatomique. Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Les neutrons, avec les protons, sont les constituants du...). On trouve aussi des valeurs moitié pour le proton et le neutron qui correspondraient à un moment magnétique anomal.

Magnéton de Bohr

Pour l'électron, on a les valeurs suivantes : S= \hbar /2 et g = 2,002 ; on introduit alors le « quantum magnétique  » suivant, appelé magnéton de Bohr :\mu_{B} = \frac{e \hbar}{2 m_e}

Moment magnétique anomal de l'électron

L'équation de Dirac (L'équation de Dirac est une équation formulée par Paul Dirac en 1928 dans le cadre de sa mécanique quantique relativiste de l'électron.) prédit pour l'électron un facteur de Landé exactement égal à : g = 2. Or, la valeur expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches de recherche basées...) admise en 2005 vaut :

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

Il existe donc un écart, décelé pour la première fois en 1947 dans la structure hyperfine de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et du deutérium : on parle alors du moment magnétique anomal de l'électron. La théorie quantique des champs (La théorie quantique des champs est l'application des concepts de la physique quantique aux champs. Issue de la mécanique quantique relativiste, dont l'interprétation comme...) du modèle standard permet de rendre compte de cette anomalie avec une très grande précision.

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