Константа фине структуре

Из Википедије, слободне енциклопедије

Константа фине структуре или Зомерфелдова константа фине структуре, \alpha \,, је фундаментална константа којом се карактерише јачина електромагнетне интеракције. То је бездимензионална величина те њена вредност не зависи од избора система јединица.

 \alpha = \frac{e^2}{\hbar c \ 4 \pi \epsilon_0} = 7,297 352 568(24) \times 10^{-3} = \frac{1}{137,035 999 11(46)} .

Сродне дефиниције[уреди]

Константа фине структуре може да се дефинише и као

\alpha = \frac{k_C e^2}{\hbar c} = \frac{e^2}{2 \epsilon_0 h c},

где су k_C \, Кулонова константа, e \, елементарно наелектрисање, \hbar = h/(2 \pi) \, редукована Планкова константа, c \, брзина светлости у вакууму, и \epsilon_0 \, диелектрична константа вакуума.

Мерење[уреди]

Константа \alpha садржи неколико других константи које могу независно да се мере. Међутим, квантна електродинамика (КЕД) пружа могућност за директно мерење константе \alpha коришћењем квантног Халовог ефекта или аномалног магнетног момента електрона.

КЕД предвиђа везу између Ландеовог g-фактора електрона, g \, и константе фине структуре \alpha \,. Новим мерењима фактора g помоћу једноелектронског квантног циклотрона, заједно са КЕД прорачунима који укључују 891 Фајнманове дијаграме, утврђена је најпрецизнија вредност константе \alpha \,:[1]

\alpha^{-1} = 137,035999710(96) \,

дакле, са прецизношћу од 0,70 ppb (ppb = делова на милијарду). Грешка мерења је десет пута мања него у било којој другој методи. Упоређивање мерене и израчунате g \, вредности је најбоља проба за проверу ваљаности КЕД.

Физичко тумачење[уреди]

\alpha = \left(\frac{e}{q_P} \right)^2.
 \alpha = \frac{e^2}{4 \pi \epsilon_0 s} \div h \nu = \frac{e^2}{4 \pi \epsilon_0 s} \div \frac{h c}{2 \pi s} = \frac{e^2}{4 \pi \epsilon_0 \hbar c}

Да ли је константа фине структуре заиста константна?[уреди]

\frac{\Delta \alpha}{\alpha} \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\  \frac{\alpha _\mathrm{then}-\alpha _\mathrm{now}}{\alpha_\mathrm{now}} = -0,57\pm 0,10\times 10^{-5}.
 \frac{\Delta \alpha}{\alpha_\mathrm{em}}=-0,6\pm 0,6\times 10^{-6}.

Нумеролошка објашњења[уреди]

 \alpha =  \frac{\cos \left(\pi/137 \right)}{137} \ \frac{\tan \left(\pi/(137 \cdot 29) \right)}{\pi/(137 \cdot 29)}  \approx 1/137,0359997867


Види још[уреди]

Референце[уреди]

  1. ^ G. Gabrielse, D. Hanneke, T. Kinoshita, M. Nio, and B. Odom, New Determination of the Fine Structure Constant from the Electron g Value and QED, Phys. Rev. Lett. 97, 030802 (2006)

Спољашње везе[уреди]