ਸਪਿੱਨ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟ

ਨਿਊਟਰੌਨ ਚੁੰਬਕੀ ਮੋਮੈਂਟ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡ ਰੇਖਾਵਾਂ ਅਤੇ ਕਾਲੇ ਤੀਰ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਦੇ ਸਪਿੱਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੋਇਆ ਚਿੱਤਰ। ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਇੱਕ ਨੈਗੇਟਿਵ ਚੁੰਬਕੀ ਮੋਮੈਂਟ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਦਾ ਸਪਿੱਨ ਇਸ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਉੱਪਰ ਵਾਲੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੈ, ਇਸਲਈ ਡਾਇਪੋਲ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਉੱਤੇ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡ ਰੇਖਾਵਾਂ ਥੱਲੇ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹਨ

ਸਪਿੱਨ ਵਾਲੇ ਕਣ ਇੱਕ ਮੈਗਨੈਟਿਕ (ਚੁੰਬਕੀ) ਡਾਇਪੋਲ ਮੋਮੈਂਟ ਰੱਖਦੇ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਲਾਸੀਕਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਘੁੰਮਦੀ ਹੋਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਤੌਰ ਤੇ ਚਾਰਜ ਵਾਲੀ ਚੀਜ਼ ਰੱਖਦੀ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਯੋਗਿਕ ਤੌਰ ਤੇ ਕਈ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਜਾਂਚਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਉਦਾਹਰਨ ਦੇ ਤੌਰ ਤੇ, ਸਟਰਨ-ਗਾਰਲਚ ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ ਗੈਰ-ਹੋਮੋਜੀਨੀਅਸ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡਾਂ ਰਾਹੀਂ ਕਣਾਂ ਦਾ ਝੁਕਾਓ, ਜਾਂ ਖੁਦ ਕਣਾਂ ਰਾਹੀਂ ਰਚੀਆਂ ਗਈਆਂ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡਾਂ ਨੂੰ ਨਾਪ ਕੇ।

ਕਿਸੇ ਸਪਿੱਨ ½ ਕਣ ਦਾ ਅੰਦਰੂਨੀ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟ μ, ਚਾਰਜ q, ਪੁੰਜ m, ਅਤੇ ਸਪਿੱਨ ਐਂਗੁਲਰ ਮੋਮੈਂਟਮ S ਨਾਲ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ;

${\boldsymbol {\mu }}={\frac {g_{s}q}{2m}}\mathbf {S}$

ਜਿੱਥੇ ਅਯਾਮ-ਰਹਿਤ ਮਾਤਰਾ g_s ਨੂੰ ਸਪਿੱਨ g-ਫੈਕਟਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕੇਵਲ ਔਰਬਿਟਲ ਸਬੰਧਾਂ ਲਈ ਇਹ 1 ਹੋਵੇਗਾ (ਇਹ ਮੰਨਦੇ ਹੋਏ ਕਿ ਪੁੰਜ ਅਤੇ ਚਾਰਜ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਰੇਡੀਅਸ ਵਾਲੇ ਗੋਲੇ ਘੇਰਦੇ ਹਨ)।

ਇੱਕ ਚਾਰਜ ਰੱਖਣ ਵਾਲਾ ਮੁਢਲਾ ਕਣ ਹੋਣ ਕਾਰਨ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ, ਇੱਕ ਗੈਰ-ਜ਼ੀਰੋ ਚੁੰਬਕੀ ਮੋਮੈਂਟ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਕੁਆਂਟਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੀ ਥਿਊਰੀਆਂ ਦੀਆਂ ਵੱਡੀਆਂ ਸਫਲ ਪ੍ਰਾਪਤੀਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਇਸਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ g-ਫੈਕਟਰ ਦੇ ਅਨੁਮਾਨ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਹੈ, ਜੋ −2.0023193043622(15) ਮੁੱਲ ਰੱਖਦਾ ਪ੍ਰਯੋਗਿਕ ਤੌਰ ਤੇ ਨਾਪਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਬਰੈਕਟਾਂ ਵਿਚਲੇ ਅੰਕ ਆਖਰੀ ਦੋ ਅੰਕਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਟੈਂਡਰਡ ਝੁਕਾਓ ਉੱਤੇ ਨਾਪ ਅਨਿਸ਼ਚਿਤਿਤਾ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਮੁੱਲ 2 ਡੀਰਾਕ ਇਕੁਏਸ਼ਨ ਤੋਂ ਮਿਲਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇੱਕ ਮੁਢਲੀ ਸਮੀਕਰਨ ਹੈ ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੇ ਸਪਿੱਨ ਨੂੰ ਇਸਦੀਆਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨਾਲ ਜੋੜਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਸ਼ੋਧ 0.002319304...ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੀ ਆਲੇ ਦੁਆਲੇ ਦੀ ਅਜਿਹੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਫੀਲਡ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਕ੍ਰਿਆ ਤੋਂ ਮਿਲਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੀ ਆਪਣੀ ਫੀਲਡ ਵੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸੰਯੁਕਤ ਕਣ ਵੀ ਆਪਣੇ ਸਪਿੱਨ ਦੇ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਚੁੰਬਕੀ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਰੱਖਦੇ ਹਨ। ਖਾਸ ਕਰਕੇ, ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਤੌਰ ਤੇ ਨਿਊਟ੍ਰਲ ਹੁੰਦਾ ਹੋਇਆ ਵੀ ਇੱਕ ਗੈਰ-ਜ਼ੀਰੋ ਚੁੰਬਕੀ ਮੋਮੈਂਟ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਤੱਥ ਇੱਕ ਤੁਰੰਤ ਇਸ਼ਾਰਾ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਇੱਕ ਮੁਢਲਾ ਕਣ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਦਰਅਸਲ, ਇਹ ਕੁਅਰਕਾਂ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਤੌਰ ਤੇ ਚਾਰਜ ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਕਣ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਨਿਊਟ੍ਰੌਨ ਦੀ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਕੁਆਰਕਾਂ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਔਰਬਿਟਲ ਗਤੀ ਤੋਂ ਆਉਂਦੀ (ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀ) ਹੈ।

ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਮੁਢਲੇ ਵੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਤੌਰ ਤੇ ਨਿਊਟ੍ਰਲ ਵੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਨਿਊਨਤਮ ਤੌਰ ਤੇ ਵਧਾਇਆ ਹੋਇਆ ਸਟੈਂਡਰਡ ਮਾਡਲ ਜੋ ਗੈਰ-ਜ਼ੀਰੋ ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਪੁੰਜਾਂ ਨੂੰ ਵੀ ਲੈਂਦਾ ਹੈ, ਇਹਨਾਂ ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਦਾ ਅਨੁਮਸਾਨ ਲਗਾਉਂਦਾ ਹੈ;

$\mu _{\nu }\approx 3\times 10^{-19}\mu _{\mathrm {B} }{\frac {m_{\nu }}{\text{eV}}}$

ਜਿੱਥੇ μ_ν ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟ ਹਨ,m_ν ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਪੁੰਜ ਹਨ, ਅਤੇμ_B ਬੋਹਰ ਮੈਗਨੇਟੌਨ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਵੀਕ ਪੈਮਾਨੇ ਤੋਂ ਉੱਤੇ ਦੀ ਨਵੀਂ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਨੇ ਫੇਰ ਵੀ ਕਾਫੀ ਉੱਚੇ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟ ਦਾ ਸਮਰਥਨ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਕਿਸੇ ਮਾਡਲ ਵਿੱਚ ਸੁਤੰਤਰ ਤੌਰ ਤੇ ਦਿਖਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਲਗਭਗ 10⁻¹⁴ μ_B ਤੋਂ ਜਿਆਦਾ ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਗੈਰ-ਕੁਦਰਤੀ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਕਿਉਂਕਿ ਓਹ ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਪੁੰਜ ਪ੍ਰਤਿ ਵਿਸ਼ਾਲ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਯੋਗਦਾਨ ਵੱਲ ਲੈ ਕੇ ਜਾਣਗੀਆਂ। ਕਿਉਂਕਿ ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋਆਂ ਦੇ ਪੁੰਜ 1 eV ਤੋਂ ਜਿਆਦਾ ਨਹੀਂ ਹੋ ਸਕਦੇ, ਇਸਲਈ ਇਹ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਵਾਲੀਆਂ ਸ਼ੋਧਾਂ ਜਰੂਰ ਹੀ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਦਰਜੇ ਤੱਕ ਰੱਦ ਹੋਣ ਲਈ ਚੰਗੀ ਤਰਾਂ ਸੁਰਬੱਧ ਹੋਣੀਆਂ ਚਾਹੀਦੀਆਂ ਹਨ।

ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਦਾ ਨਾਪ ਖੋਜ ਦਾ ਕ੍ਰਿਆਸ਼ੀਲ ਖੇਤਰ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ 2001 ਵਿੱਚ, ਤਾਜ਼ਾ ਪ੍ਰਯੋਗਿਕ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੇ ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦੇ ਚੁੰਬਕੀ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਦੇ 1.2×10⁻¹⁰ ਗੁਣਨਫਲ ਤੋਂ ਘੱਟ ਰੱਖ ਦਿੱਤਾ ਹੈ।

ਸਧਾਰਨ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿੱਚ, ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਐਟਮਾਂ ਦੀਆਂ ਚੁੰਬਕੀ ਡਾਇਪੋਲ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡਾਂ ਪੈਦਾ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ ਜੋ ਇੱਕ ਦੂਜੀ ਨੂੰ ਕੈਂਸਲ ਕਰ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਕਿਉਂਕਿ ਡਾਇਪੋਲ ਕਿਸੇ ਉੱਘੜ-ਦੁੱਗੜ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਇਸ਼ਾਰਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਫੈਰੋਮੈਗਨੈਟਿਕ ਪਦਾਰਥ ਆਪਣੇ ਕਿਊਰਿ ਤਾਪਮਾਨ ਤੋਂ ਥੱਲੇ, ਫੇਰ ਵੀ, ਚੁੰਬਕੀ ਡੋਮੇਨਾਂ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ ਜਿਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਐਟੋਮਿਕ ਡਾਇਪੋਲ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਸਥਾਨਿਕ ਤੌਰ ਤੇ ਲਾਈਨ ਵਿੱਚ ਲੱਗ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਡੋਮੇਨ ਤੋਂ ਗੈਰ-ਜ਼ੀਰੋ ਵਿਸ਼ਾਲ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡ ਰਚਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਉਹ ਸਧਾਰਨ ਚੁੰਬਕ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਹਨਾਂ ਤੋਂ ਅਸੀਂ ਸਾਰੇ ਹੀ ਚੰਗੀ ਤਰਾਂ ਜਾਣੂ ਹਾਂ।

ਪੈਰਾਮੈਗਨੈਟਿਕ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿੱਚ, ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਐਟਮਾਂ ਦੀਆਂ ਚੁੰਬਕੀ ਡਾਇਪੋਲ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਕਿਸੇ ਬਾਹਰੀ ਤੌਰ ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡ ਦੇ ਨਾਲ ਨਾਲ ਲਾਈਨ ਵਿੱਚ ਤੁਰੰਤ ਲੱਗ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਡਾਇਮੈਗਨੈਟਿਕ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿੱਚ, ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਐਟਮਾਂ ਦੀਆਂ ਚੁੰਬਕੀ ਡਾਇਪੋਲ ਮੋਮੈਂਟਾਂ ਤੁਰੰਤ ਕਿਸੇ ਬਾਹਰੀ ਤੌਰ ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡ ਤੋਂ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਲਾਈਨ ਬਣਾ ਲੈਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਭਾਵੇਂ ਅਜਿਹਾ ਕਰਨ ਲਈ ਊਰਜਾ ਖਰਚ ਹੁੰਦੀ ਹੋਵੇ।

ਅਜਿਹੇ ਸਪਿੱਨ ਮਾਡਲਾਂ ਦੇ ਵਰਤਾਓ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੰਡੈੱਨਸਡ (ਸੰਘਣੇ ਕੀਤੇ ਹੋਏ) ਪਦਾਰਥ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਰੀਸਰਚ ਦਾ ਅਮੀਰ ਖੇਤਰ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਦੇ ਤੌਰ ਤੇ, ਇਜ਼ਿੰਗ ਮਾਡਲ ਅਜਿਹੇ ਸਪਿੱਨ (ਡਾਇਪੋਲ) ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਿਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਸਿਰਫ ਦੋ ਹੀ ਸੰਭਵ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਅੱਪ ਅਤੇ ਡਾਊਨ, ਜਦੋਂਕਿ ਹੇਜ਼ਨਬਰਗ ਮਾਡਲ ਵਿੱਚ ਸਪਿੱਨ ਵੈਕਟਰ ਨੂੰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਇਸ਼ਾਰਾ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਮਾਡਲਾਂ ਦੀਆਂ ਕਈ ਦਿਲਚਸਪ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ, ਜੋ ਫੇਜ਼ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਦੀ ਥਿਊਰੀ ਵਿੱਚ ਦਿਲਚਸਪ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੂੰ ਜਨਮ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ।