¿Por qué están relacionados el momento magnético y el momento angular?

Question

¿Por qué están relacionados el momento magnético y el momento angular? Siempre he leído en todas partes que están relacionados pero no he encontrado en ninguna parte una explicación satisfactoria de la causa

Answer 1

Veamos primero la situación clásica. Una partícula cargada que se mueve alrededor de una espira circular tiene un momento angular y, al ser también una corriente, produce un momento magnético. Por lo tanto, se puede considerar que es un dipolo magnético con un momento $\vec{m}$ . El momento magnético y el momento angular son proporcionales entre sí con la constante de proporcionalidad llamada relación giromagnética.

Yendo al mundo cuántico, se observa que algunas partículas tienen un momento magnético intrínseco del mismo modo que pueden tener una masa o una carga. Podemos definir una cantidad $\vec{S}$ el momento angular intrínseco, de $\vec{m}$ utilizando una relación giromagnética adecuada. Se confirma experimentalmente que necesitamos $\vec{S}$ para la conservación del momento angular. Es decir, el momento angular orbital $\vec{L}$ por sí sola no se conserva, pero el momento angular total $\vec{J} = \vec{L} + \vec{S}$ es.

Answer 2

Se puede entender, a través del efecto Einstein-de Hass o de otra manera el efecto Barnett;

En la mecánica clásica, cuando un objeto de masa $m$ se mueve circularmente, da lugar a un momento angular. Del mismo modo, cuando una partícula de carga se mueve circularmente da lugar a un momento magnético. Por lo tanto, las partículas de carga no carecen de masa, sino que tienen algo de masa, y su movimiento orbital da lugar a este momento angular.

Según el efecto anterior significa que: Tienes una sustancia ferromagnética colgada por una fibra fina. Ahora, usted magnetiza la varilla ferromagnética, comienza a girar en sentido contrario, debido a la conservación del momento angular que surge de las cargas de masa en movimiento dentro de la varilla.

Answer 3

Momento magnético, momento angular, y cobrar están relacionados, porque el campo magnético es la forma en que la interacción electromagnética transporta el momento angular.

Si hubiera una relación intrínseca entre el momento magnético y el momento angular, se esperaría que el neutrino tuviera un momento magnético. La corriente PDG informa de un límite superior $\mu_\nu < 29\times10^{-12}\,\mu_B$ de los experimentos con neutrinos de reactores, muy diferente del momento magnético del electrón $\mu_e \approx 2\mu_B$ . Nótese que un neutrino de tipo electrón pasará parte de su tiempo como $e^-$ - $W^+$  (y similar para los neutrinos con contribuciones de los otros sabores), lo que le dará algún minúsculo momento magnético cuyo valor predicho desconozco. Sin embargo, a nivel de árbol el acoplamiento del neutrino al fotón es exactamente cero, lo que significa que lleva momento angular sin momento magnético.

Answer 4

Según entiendo, una partícula cargada, que tiene un momento angular, tendrá un momento magnético asociado. Esto podría deberse a que un momento angular está asociado a algún tipo de rotación. En el caso de una partícula cargada, podría pensarse que esta rotación constituye un bucle de corriente. Y un bucle de corriente siempre puede estar asociado a un momento magnético en su centro. Así, carga + rotación (momento angular) --> momento magnético. El momento resulta ser proporcional al momento angular.

Para el caso cuántico, el momento angular está probablemente ligado a alguna rotación que aún no entendemos, y que podría estar dando lugar al momento magnético...

En cierto sentido, esto no es más que una versión más larga de la respuesta de Amey Joshi, pero espero que sea de ayuda. (¡Aunque llego un año tarde! :P)