Siempre consideramos sólo el espín del electrón. Pero los protones también son cargas giratorias. Entonces, ¿qué pasa con el momento dipolar magnético causado por ellos?
Respuestas
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En igualdad de condiciones, el momento magnético de una partícula es inversamente proporcional a su masa. Como la masa del protón es mucho mayor que la del electrón, el momento magnético del protón es mucho menor que el del electrón. Esto significa que cuando hay electrones y protones presentes (por ejemplo, en la materia neutra), el campo de los electrones domina y, en una buena aproximación, podemos simplemente ignorar los protones.
Sin embargo, hay muchas situaciones en las que el momento magnético del protón es muy importante. Por ejemplo resonancia magnética nuclear mide la interacción del momento magnético del protón con un campo magnético externo. Otro ejemplo es el famoso línea de hidrógeno de 21 cm que se produce por la interacción del dipolo magnético del electrón con el dipolo magnético del protón.
Himanshu Sahu
Puntos
21
Un momento magnético es una cantidad vectorial, y la dirección del momento magnético del protón viene definida por su espín. El par sobre el protón resultante de un campo magnético externo se dirige a alinear el vector de espín del protón en la misma dirección que el vector del campo magnético.
El valor del momento magnético del protón es $_p = 2.7928473508(85) _N$ En estos valores, $_N$ es el magnetón nuclear, una constante física y unidad estándar para los momentos magnéticos de los componentes nucleares.
El magnetón nuclear es el momento magnético de espín de una partícula de Dirac, cargada, de espín $1/2$ partícula elemental, con la masa mp de un protón. En unidades del SI, el magnetón nuclear es
$$\mu_N=\frac{e\hbar}{2m_p}$$
Cuando un protón se coloca en un campo magnético producido por una fuente externa, está sometido a un par que tiende a orientar su momento magnético paralelo al campo (por tanto, su espín también paralelo al campo).
~Referencias
