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異常磁気モーメント

索引 異常磁気モーメント

常磁気モーメント(いじょうじきモーメント、anomalous magnetic moment、記号a, g-2)とは量子電磁力学 (QED)において、粒子の磁気モーメントへの量子力学的効果による寄与である。異常磁気モーメントはファインマン図のループによって表現される。 1ループによるフェルミ粒子の磁気モーメントの補正。 ディラックの理論(これはループのないファインマン図に対応する)では、磁気モーメントはディラック方程式によって計算され、g因子の項として表現される。ディラック方程式による計算では、正確にg.

39 関係: 中間子中性子弱い相互作用強い相互作用微細構造定数ミュー粒子チャージーノハドロンバリオンリーマンゼータ関数レプトンワインバーグ=サラム理論パイ中間子ディラック方程式ファインマン・ダイアグラムフィジカル・レビューフォトンニュートラリーノウィークボソンクォークジュリアン・シュウィンガータウ粒子光子磁気モーメント真空偏極結合定数 (物理学)物理定数頂点関数量子力学量子電磁力学電子電磁相互作用陽子G因子核磁子標準偏差標準模型木下東一郎摂動

中間子

中間子 (英:meson) とは、一つのクォークと一つの反クォークから構成される亜原子粒子である。素粒子物理学の標準模型では、ハドロンの一種である。別称としてメゾンまたはメソンが、旧称としてメソトロン、メゾトロンまたは湯川粒子がある。.

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中性子

中性子(ちゅうせいし、neutron)とは、原子核を構成する粒子のうち、無電荷の粒子の事で、バリオンの1種である。原子核反応式などにおいては記号 n で表される。質量数は原子質量単位で約 、平均寿命は約15分でβ崩壊を起こし陽子となる。原子核は、陽子と中性子と言う2種類の粒子によって構成されている為、この2つを総称して核子と呼ぶ陽子1個で出来ている 1H と陽子3個で出来ている 3Li の2つを例外として、2015年現在の時点で発見報告のある原子の内、最も重い 294Og までの全ての"既知の"原子核は陽子と中性子の2種類の核子から構成されている。。.

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弱い相互作用

弱い相互作用(よわい そうごさよう、)とは、素粒子の間で作用する4つの基本相互作用の内の一つである。弱い核力、あるいは単に弱い力とも呼ばれる。この相互作用による効果として代表的なものにベータ崩壊がある。電磁相互作用と比較して、力が非常に弱いことからこの名がついた。.

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強い相互作用

強い相互作用(つよいそうごさよう、Strong interaction)は、基本相互作用の一つである。ハドロン間の相互作用や、原子核内の各核子同士を結合している力(核力)を指し、標準模型においては量子色力学によって記述される。強い力、強い核力とも。その名の通り電磁相互作用に比べて約137倍の強さがある。 強い相互作用の理解は、歴史的には湯川秀樹による、パイ中間子の交換によって核子に働く核力の説明に始まるが、1970年代前半の量子色力学の成立によって、ゲージ理論として完成した。.

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微細構造定数

微細構造定数(びさいこうぞうていすう、)は、電磁相互作用の強さを表す物理定数であり、結合定数と呼ばれる定数の一つである。電磁相互作用は4つある素粒子の基本相互作用のうちの1つであり、量子電磁力学をはじめとする素粒子物理学において重要な定数である。1916年にアルノルト・ゾンマーフェルトにより導入されたNIST "Current advances: The fine-structure constant and quantum Hall effect"。記号は で表される。無次元量で、単位はない。 微細構造定数の値は である(2014CODATA推奨値CODATA Value)。微細構造定数の逆数(測定値)もよく目にする量で、その値は であるCODATA Value。.

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ミュー粒子

ミュー粒子 (muon, μ) とは、素粒子標準模型における第二世代の荷電レプトンである。英語名でミューオン(時にはミュオン)と表記することもある。.

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チャージーノ

チャージーノ(chargino)とは、超対称性理論で予言される未発見の粒子の一つ。 超対称性理論では、通常のフェルミオンには対応するボソンが、通常のボソンには対応するフェルミオンが、超対称性パートナーとして存在することが予言される。弱い相互作用を媒介するゲージボソンのWボソンは荷電粒子なので、正の電荷を持つ粒子と負の電荷を持つ反粒子があり、これらに対応する超対称性パートナーとして、それぞれ正・負の電荷を持つ2種類のウィーノが予言される。一方、素粒子の標準模型を最小限拡張した超対称性理論の模型では、ヒッグス粒子は2組あるため、2種類の荷電ヒッグス粒子に対応する超対称性パートナーとして2種類の荷電ヒッグシーノが予言される。チャージーノはこれらが混合した2種類の質量固有状態の粒子であり、質量の小さい方をチャージーノ-1、大きい方をチャージーノ-2と呼ぶ。なお、チャージーノはディラックフェルミオンなので、左巻きと右巻きの成分があるが、それぞれの成分が電荷が正・負いずれかのウィーノといずれかの荷電ヒッグシーノの混合状態となっている。 Category:素粒子 Category:超対称性粒子.

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ハドロン

ハドロン (hadron) は、素粒子標準模型において強い相互作用で結びついた複合粒子のグループである。 強粒子とも訳されるが、現代では素粒子物理学者がこの和名で呼ぶことはほとんどない。 この名称は、ギリシャ語の「強い」の意のἁδρόςに由来し、1962年にレフ・オクンによって付けられた。.

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バリオン

バリオン(baryon)とは、3つのクォークから構成される亜原子粒子である。素粒子物理学の標準模型では、ハドロンの一種である。重粒子(じゅうりゅうし)とも言う。.

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リーマンゼータ関数

1.

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レプトン

レプトン(λεπτο).

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ワインバーグ=サラム理論

ワインバー.

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パイ中間子

パイ中間子(パイちゅうかんし、π–meson)は、核子を相互につなぎ原子核を安定化する引力(強い相互作用)を媒介するボソンの一種である。パイ粒子、パイオン(Pion)とも呼ぶ。 当時大阪大学の講師であった湯川秀樹が、その存在を中間子論で予言した。ミュー粒子が1936年に初めて発見された当時、ミュー粒子はこの役割を担う粒子であるとされたが後に強い相互作用を行わないことが判明し、1947年に荷電パイ中間子、1950年に中性パイ中間子が発見され、これらが湯川秀樹の予言した粒子であることが明らかとなった。 その線量分布の特性から負電荷のパイオンはスイスやカナダ・アメリカでがん治療に用いられた。.

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ディラック方程式

ディラック方程式(ディラックほうていしき)はフェルミ粒子を記述するディラック場が従う基礎方程式である。ポール・ディラックにより相対論的量子力学として導入され、場の量子論に受け継がれている。.

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ファインマン・ダイアグラム

電子・陽電子と光子との相互作用を表したファインマン・ダイアグラム。 電子と電子の散乱のファインマン・ダイアグラム。仮想的な光子を交換して相互作用する。 ファインマンダイアグラムは、場の量子論において摂動展開の各項を図に示したものである。それぞれのダイアグラムは素粒子をはじめとする実際の粒子の反応過程を表現している。 ノーベル物理学賞受賞者で量子電磁力学の創始者の一人であるリチャード・P・ファインマンによって提唱されたファインマンルールに基づいて計算することによって素粒子の振る舞いを記述できる。.

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フィジカル・レビュー

『フィジカル・レビュー』(英語:Physical Review)はアメリカ物理学会が発行する学術雑誌で、物理学の専門誌としては最も権威がある。現在、Physical Review AからEまでの領域別専門誌と、物理学全領域を扱う速報誌Physical Review Lettersに分かれており、特にPhysical Review Lettersに論文を載せることは物理学者の一つの目標となっている。.

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フォトン

フォトン;Photon;Foton.

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ニュートラリーノ

ニュートラリーノ (neutralino) は、超対称性理論によって存在が予想されているマヨラナ粒子。予測される質量は陽子の質量の30~5000倍。 超対称性理論は全てのフェルミ粒子にはボース粒子の超対称パートナーが、また全てのボース粒子にはフェルミ粒子の超対称パートナーが存在するはずだとしている。電荷を持たないボース粒子に対する超対称パートナーであるズィーノ(Z粒子のパートナー)、フォティーノ(光子のパートナー)、中性ヒグシーノ(中性ヒッグス粒子のパートナー)は同じ量子数を持つので混合状態を作り、これがニュートラリーノと呼ばれるフェルミ粒子である。一方、電荷をもつボース粒子のパートナーはチャージーノと呼ばれるフェルミ粒子を作る。 ニュートラリーノは、弱い相互作用と重力相互作用にのみ関わるので,存在したとしても観測は困難である。また、最も軽いニュートラリーノは安定な粒子であると考えられる。 なお、もしも超対称性理論が実際に成立しているとすれば、標準模型における各素粒子に対応する超対称パートナー粒子が存在して追加されるので素粒子の種類は倍となるはずであるが、現在までのところ実験では超対称粒子はひとつも発見されていない。 検討中のWIMPでは、最も軽い電気的に中性な超対称性粒子であるニュートラリーノが冷たい暗黒物質(ダークマター)の最有力候補と言われている。 ニュートラリーノの詳細な性質は、それを構成する成分(ズィーノ、フォティーノ、中性ヒッグシーノ)の混合比率に依存する。 Category:統一場理論 Category:素粒子 Category:超対称性粒子 Category:暗黒物質.

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ウィークボソン

ウィークボソン (weak boson) は素粒子物理学において、弱い相互作用を媒介する素粒子である。弱ボソンとも言う。 ウィークボソンはスピン1のベクトルボソンで、WボソンとZボソンの二種類が存在する。Wボソンは陽子の約80倍、Zボソンは約90倍と他の素粒子に比べて大きな質量をもち、ごく短時間のうちに別の粒子に崩壊してしまうという特徴を持つ。 Wボソンは電荷 ±1 (W+,W−)をもち、両者は互いに反粒子の関係にある。 Zボソンは電荷 0 で、反粒子は自分自身である。 1968年に理論で存在が予言され、1983年に欧州合同原子核研究所にてその存在が確認された。.

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クォーク

ーク(quark)とは、素粒子のグループの一つである。レプトンとともに物質の基本的な構成要素であり、クォークはハドロンを構成する。クオークと表記することもある。 クォークという名称は、1963年にモデルの提唱者の一人であるマレー・ゲルマンにより、ジェイムズ・ジョイスの小説『フィネガンズ・ウェイク』中の一節 "Three quarks for Muster Mark" から命名された 。.

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ジュリアン・シュウィンガー

ュリアン・セイモア・シュウィンガー(Julian Seymour Schwinger, 1918年2月12日 - 1994年7月16日)はアメリカ合衆国の理論物理学者。繰り込み理論によって量子電磁力学を完成させた功績で朝永振一郎、リチャード・P・ファインマンとともに1965年のノーベル物理学賞を受賞した。.

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タウ粒子

タウ粒子 (tauon, τ) とは、素粒子標準模型の第三世代の荷電レプトンである。英語名でタウオンと表記することもある。.

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光子

|mean_lifetime.

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磁気モーメント

磁気モーメント(じきモーメント、)あるいは磁気能率とは、磁石の強さ(磁力の大きさ)とその向きを表すベクトル量である。外部にある磁場からもたらされる磁石にかかるねじる方向に働く力のベクトル量を指す。ループ状の電流や磁石、電子、分子、惑星などもそれぞれ磁気モーメントを持っている。 磁気モーメントは強さと方向を持ったベクトルと考えることができる。磁気モーメントの方向は磁石のS極からN極へ向いている。磁石がつくる磁場は磁気モーメントに比例する。正確には「磁気モーメント」とは一般的な磁場をしたときの1次項が生成する磁気双極子モーメントの系を言う。物体の磁場の双極子成分は磁気双極子モーメントの方向について対称であり、物体からの距離の −3 乗に比例して減少していく。 磁気モーメントは周囲に磁束を作る。 対になる磁極の強さを ±m とし、負極から正極を指すベクトルを d とする。磁気モーメント m はモーメントの名のとおり、m と d の積である。 磁力は電荷が移動することで発生する。回転する電荷は中心に位置する磁気モーメントと等価であり、その磁気モーメントは電荷のもつ角運動量と比例関係にある。.

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真空偏極

場の量子論において、真空偏極(しんくうへんきょく、vacuum polarization)とは、ボーズ粒子が仮想的な粒子・反粒子対を生成する過程である。ボーズ粒子の自己エネルギーとも呼ばれる。 量子電磁力学においては、光子が電子・陽電子対を生成する反応を表し、量子色力学においては、グルーオンがクォーク・反クォーク対やグルーオン対を生成する反応として記述される。.

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結合定数 (物理学)

物理学における結合定数(けつごうていすう、coupling constant)とは、粒子間の相互作用の強さを決定する物理量である。物理的な系を記述するラグランジアンやハミルトニアンは運動項と相互作用項に分離でき、結合定数は運動項に対する相互作用項の大きさや、相互作用項同士の大きさの比を示す係数として現れる。.

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物理定数

物理定数(ぶつりていすう、ぶつりじょうすう、physical constant)とは、値が変化しない物理量のことである。プランク定数や万有引力定数、アボガドロ定数などは非常に有名なものである。例えば、光速はこの世で最も速いスカラー量としてのスピードで、ボーア半径は水素の電子の(第一)軌道半径である。また、大半の物理定数は固有の単位を持つが、光子と電子の相互作用を具体化する微細構造定数の様に単位を持たない無次元量も存在する。 以下に示す数値で特記のないものは科学技術データ委員会が推奨する値でありNIST、論文として複数の学術雑誌に投稿された後、2015年6月25日に""として発表されたものであるConstants bibliography。 以下の表の「値」の列における括弧内の数値は標準不確かさを示す。例えば は、 という意味である(不確かさを参照)。.

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頂点関数

場の量子論において、頂点関数(ちょうてんかんすう、vertex function)とは、複数の粒子が相互作用する過程を記述する相関関数である。量子電磁力学においては、電子のような荷電粒子が仮想的な光子を吸収する(放出する)過程であり、3点頂点関数に対する1ループの頂点補正(ちょうてんほせい、vertex correction)は電子の異常磁気モーメントに支配的な寄与を及ぼす。.

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量子力学

量子力学(りょうしりきがく、quantum mechanics)は、一般相対性理論と同じく現代物理学の根幹を成す理論として知られ、主として分子や原子、あるいはそれを構成する電子など、微視的な物理現象を記述する力学である。 量子力学自身は前述のミクロな系における力学を記述する理論だが、取り扱う系をそうしたミクロな系の集まりとして解析することによって、ニュートン力学に代表される古典論では説明が困難であった巨視的な現象についても記述することができる。たとえば量子統計力学はそのような応用例の一つである。従って、生物や宇宙のようなあらゆる自然現象もその記述の対象となり得る。 代表的な量子力学の理論として、エルヴィン・シュレーディンガーによって創始された、シュレーディンガー方程式を基礎に置く波動力学と、ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンらによって構成された、ハイゼンベルクの運動方程式を基礎に置く行列力学がある。ただしこの二つは数学的に等価である。 基礎科学として重要で、現代の様々な科学や技術に必須な分野である。 たとえば科学分野について、太陽表面の黒点が磁石になっている現象は、量子力学によって初めて解明された。 技術分野について、半導体を利用する電子機器の設計など、微細な領域に関するテクノロジーのほとんどは量子力学を基礎として成り立っている。そのため量子力学の適用範囲の広さと現代生活への影響の大きさは非常に大きなものとなっている。一例として、パソコンや携帯電話、レーザーの発振器などは量子力学の応用で開発されている。工学において、電子工学や超伝導は量子力学を基礎として展開している。.

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量子電磁力学

量子電磁力学(りょうしでんじりきがく、, QED)とは、電子を始めとする荷電粒子間の電磁相互作用を量子論的に記述する場の量子論である。量子電気力学と訳される場合もある。.

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電子

電子(でんし、)とは、宇宙を構成するレプトンに分類される素粒子である。素粒子標準模型では、第一世代の荷電レプトンに位置付けられる。電子は電荷−1、スピンのフェルミ粒子である。記号は e で表される。また、ワインバーグ=サラム理論において弱アイソスピンは−、弱超電荷は−である。.

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電磁相互作用

電磁相互作用(でんじそうごさよう)は、電場あるいは磁場から電荷が力を受ける相互作用のことをいい、基本相互作用の一つである。電磁気学によって記述される。場の理論においてラグランジアンに対してU(1)ゲージ対称性を付与することで現れるU(1)ゲージ場の成分が電磁気学におけるいわゆるスカラーポテンシャル及びベクトルポテンシャルと対応し、また自身についても対応する自由ラグランジアンを持っている。ラグランジュ形式で議論することで、物質に対応する変数でオイラーラグランジュ方程式を解くことで電磁場から物質に対しての影響を、逆に電磁場に対応する変数でオイラーラグランジュ方程式を解くことで物質側から電磁場に与える影響を導き出すことができ、それぞれ、通常の力学でのローレンツ力とマクスウェル方程式のうちのガウスの法則とアンペールマクスウェル方程式を導出することになる。.

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陽子

陽子(ようし、())とは、原子核を構成する粒子のうち、正の電荷をもつ粒子である。英語名のままプロトンと呼ばれることも多い。陽子は電荷+1、スピン1/2のフェルミ粒子である。記号 p で表される。 陽子とともに中性子によって原子核は構成され、これらは核子と総称される。水素(軽水素、H)の原子核は、1個の陽子のみから構成される。電子が離れてイオン化した水素イオン(H)は陽子そのものであるため、化学の領域では水素イオンをプロトンと呼ぶことが多い。 原子核物理学、素粒子物理学において、陽子はクォークが結びついた複合粒子であるハドロンに分類され、2個のアップクォークと1個のダウンクォークで構成されるバリオンである。ハドロンを分類するフレーバーは、バリオン数が1、ストレンジネスは0であり、アイソスピンは1/2、超電荷は1/2となる。バリオンの中では最も軽くて安定である。.

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G因子

g因子(ジーいんし、g値とも)は粒子や原子核の磁気モーメントと磁気回転比を特徴づける無次元量の比例定数である。g因子は本質的には粒子の観測される磁気モーメント\muと、それに対応する角運動量量子数と対応する磁気モーメントの量子単位(ボーア磁子や核磁子など)を結びつける比の定数である。.

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核磁子

核磁子(かくじし、nuclear magneton、記号 \mu_\mathrm\,)は磁気モーメントの物理定数。まれに核ボーア磁子ともよばれる。 国際単位系(SI)における値は である(2014CODATA推奨値CODATA Value)。 国際量体系(ISQ)において、核磁子は で表される。 ここで は電気素量、 はプランク定数、 は陽子の質量である。 なお、ガウス単位系では電流と磁気の関係付け方が異なるため、光速度 の因子が入って で表される。 陽子は電子と同じ電気素量をもち、質量が約1840倍であるため、核磁子は電子のボーア磁子のおよそ1840分の1である。 単純に考えると、核磁子の値は陽子の磁気モーメント とほぼ等しいはずである。また中性子は電荷をもたないため、磁気モーメント はゼロであるはずである。しかし実際にはこれらの値は単純な理論値とは大きく異なっている。これは異常磁気モーメントとよばれ、陽子や中性子がクォーク構造をもっていることが原因と考えられる。.

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標準偏差

標準偏差(ひょうじゅんへんさ、)は、日本工業規格では、分散の正の平方根と定義している。データや確率変数の散らばり具合(ばらつき)を表す数値のひとつ。物理学、経済学、社会学などでも使う。例えば、ある試験でクラス全員が同じ点数、すなわち全員が平均値の場合、データにはばらつきがないので、標準偏差は 0 になる。 母集団や確率変数の標準偏差を σ で、標本の標準偏差を s で表すことがある。二乗平均平方根 (RMS) と混同されることもある。両者の差異については、二乗平均平方根を参照。.

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標準模型

標準模型(ひょうじゅんもけい、、略称: SM)とは、素粒子物理学において、強い相互作用、弱い相互作用、電磁相互作用の3つの基本的な相互作用を記述するための理論のひとつである。標準理論(ひょうじゅんりろん)または標準モデル(ひょうじゅんモデル)とも言う。.

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木下東一郎

木下 東一郎(きのした とういちろう、1925年1月23日 - )は日本の理論物理学者。量子電磁力学の分野で、特に電子の異常磁気能率の理論による計算を精密に行い、観測と理論が10桁という高い精度で一致することを示した。.

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摂動

摂動(せつどう、 perturbation)とは、一般に力学系において、主要な力の寄与(主要項)による運動が、他の副次的な力の寄与(摂動項)によって乱される現象である。摂動という語は元来、古典力学において、ある天体の運動が他の天体から受ける引力によって乱れることを指していたが、その類推から量子力学において、粒子の運動が複数粒子の間に相互作用が働くことによって乱れることも指すようになった。なお、転じて摂動現象をもたらす副次的な力のことを摂動と呼ぶ場合がある。.

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異常磁気能率

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