Ich bin wirklich neugierig, wer als erster das gyromagnetische Verhältnis definiert hat eines Körpers, dh das Verhältnis seines magnetischen Dipolimpulses zu seinem Drehimpuls. Es ist ein sehr wichtiges Konzept in der Quantenmechanik, aber ich habe mich gefragt, ob es zuerst in einem klassischen Kontext oder in einem Quantenkontext auftauchte, wer es definiert hat und warum.
Wir können sehen, dass es in der Formel für die Larmor-Präzession erscheint:
Das ist eine sehr gute Frage, ich wünschte, sie würde mehr Aufmerksamkeit bekommen. Meine Antwort wird nur teilweise sein, da ich Schwierigkeiten hatte, frühe Details über den gyromagnetischen Effekt und das Verhältnis zu finden. Das Konzept taucht jedes Mal auf, wenn wir ein rotierendes System geladener Teilchen haben, weil es einen Drehimpuls hat und ein magnetisches Dipolfeld erzeugt, und es spielte bereits in der klassischen Physik eine wichtige historische Rolle, ebnete aber schließlich den Weg für das Quantensystem.
Larmors Präzessionsformel und Theorem erschienen erstmals in den Jahren 1894-97 in Abhandlungen, die in seinem umfassenden Buch Äther und Materie (1900) zusammengefasst wurden, in gewisser Weise die abschließende Zusammenfassung der klassischen Elektrodynamik. Larmor vermutete als erster, dass Elektronen ein Zentrum umkreisen, und konnte dann anhand seiner Präzessionsformel die Aufspaltung und Polarisation von Spektrallinien in einem Magnetfeld erklären. Ironischerweise, so Warwick, " ist Larmor bei Wissenschaftlern weithin wegen nur zweier Formeln und eines Theorems in Erinnerung geblieben, die, obwohl sie ihm korrekt zugeschrieben wurden, von Wissenschaftshistorikern als tangential zu seinen Hauptforschungsinteressen angesehen wurden" .
Zumindest implizit tauchte das Verhältnis früher in Maxwells Arbeit über den gyromagnetischen Effekt auf . Er stellte fest, dass "Elektrizität mit so etwas wie Impuls oder Trägheit zirkuliert" (noch früher vermutete Ampere, dass Magnetismus durch "molekulare Ströme" in Materie verursacht wird), und schloss daraus, dass Magnetisierung eine leichte Rotation des magnetisierten Materials verursachen sollte. Maxwells Versuche, es zu messen, waren erfolglos, aber der Mantel wurde von niemand anderem als Einstein selbst aufgegriffen, der Amperes Hypothese bestätigen wollte. Zusammen mit de Haas führte er 1915-16 eine Reihe von Experimenten mit theoretischen Vorhersagen durch, die das gyromagnetische Verhältnis hervorhoben. Sie bezeichnen es und zeigen, dass die Theorie vorhersagt , Wo sind die Masse und die Ladung des Elektrons. Natürlich wäre die Formel früher sinnlos gewesen, weil das Masse/Ladungs-Verhältnis nicht bekannt war. Ihre Experimente bestätigten die Vorhersage, aber ... nur aufgrund eines Messfehlers.
Die Wahrheit ist, dass der gyromagnetische Effekt in ihren Experimenten nicht auf molekulare Ströme, sondern auf den Elektronenspin zurückzuführen war, und weil es so ist der richtige Wert ist etwa die Hälfte ihrer klassischen Vorhersage. Seltsamerweise erhielt Barnett, der ähnliche Experimente zur gleichen Zeit durchführte, ursprünglich Werte, die sich um einen Faktor von denen von Einstein-de Haas unterschieden , aber nach ihrer Veröffentlichung "korrigierte" er sich selbst nach unten , siehe Jeng's Selected History of Expectation Bias in Physics . Die Diskrepanz kam jedoch bald ans Licht und wurde unter dem Namen „gyromagnetische Anomalie“ geführt.
Wie das anomale gyromagnetische Verhältnis zur Entdeckung des Elektronenspins führte, siehe Frenkels Artikel On the History of Einstein-de Haas Effect und Galisons Buch How Experiments End .
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