Константа фине структуре

Из пројекта Википедија

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.

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

Садржај

1 Сродне дефиниције
2 Мерење
3 Физичко тумачење
4 Историја
5 Да ли је константа фине структуре заиста константна?
6 Нумеролошка објашњења
7 Цитат
8 Види још
9 Спољашње везе
10 Литература

[уреди] Сродне дефиниције

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 $\epsilon_0 \,$ пермитивност (пропустљивост) слободног простора.

[уреди] Мерење

Константа $α$ садржи неколико других константи које могу независно да се мере. Међутим, квантна електродинамика (КЕД) пружа могућност за директно мерење константе $α$ 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 Фејнманове дијаграме, утврђена је најпрецизнија вредност константе $\alpha \,$ :^[1]

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

дакле, са прецизношћу од 0,70 ppb (ppb = делова на милијарду). Неизвесност је десет пута мања него у било којој другој методи. Упоређивање мерене и израчунате $g \,$ вредности је најбоља проба за проверу ваљаности КЕД и поставља границу за могућу унутрашњу структуру електрона.

[уреди] Физичко тумачење

$\alpha = \left( \frac{e}{q_P} \right)^2$ .

$\alpha = \frac{e^2}{4 \pi \epsilon_0 s} \div h \nu = \frac{e^2}{4 \pi \epsilon_0 s} \div \frac{h c}{2 \pi s} = \frac{e^2}{4 \pi \epsilon_0 \hbar c}$

[уреди] Историја

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

.^[2]^[3]^[4] More recently, theoretical interest in varying constants (not just $\alpha \,$ ) has been motivated by string theory and other such proposals for going beyond the Standard Model of particle physics. The first experimental tests of this question, most notably examination of spectral lines of distant astronomical objects and of radioactive decays in the Oklo natural nuclear fission reactor, found results consistent with no change.^[5]^[6]^[7]^[8]

More recently, technology improvements have made it possible to probe the value of $\alpha \,$ at much larger distances and to much greater accuracy. In 1999, a team lead by John K. Webb of the University of New South Wales announced results that may prove to be the first detection of a variation in $\alpha \,$ .^[9]^[10]^[11]^[12] Using the Keck telescopes and a data set of 128 quasars at redshifts 0,5<z<3, Webb et al. found their absorption spectra were consistent with a slight increase in $\alpha \,$

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

^[13]^[14]

$\frac{\Delta \alpha}{\alpha_\mathrm{em}}=-0,6\pm 0,6\times 10^{-6}.$

^[15]

[уреди] Нумеролошка објашњења

^[16]

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

[уреди] Цитат

[уреди] Види још

Константа спрезања
Фундаменталне физичке константе

[уреди] Спољашње везе

[уреди] Литература

^ 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)
^ Milne, Edward Arthur (1935). Relativity, Gravitation and World Structure. Oxford: The Clarendon press.
^ P. A. M. Dirac, Nature 139, 323 (1937)
^ G. Gamow, Phys. Rev. Lett. 19, 757 and 913 (1967).
^ Uzan, John-Philippe (2003). "The fundamental constants and their variation: observational status and theoretical motivations". Reviews of Modern Physics 75: 403-455. Retrieved on 2006-08-12.
^ Uzan, John-Philippe (2004). "Variation of the constants in the late and early universe". astro-ph/0409424. Retrieved on 2006-08-12.
^ Olive, Keith, Qian, Yong-Zhong (2003). "Were Fundamental Constants Different in the Past?". Physics Today 57 (10): 40-5.
^ Barrow, John D. (2002). The Constants of Nature: From Alpha to Omega--the Numbers That Encode the Deepest Secrets of the Universe. London: Vintage. ISBN 0-09-928647-5.
^ Webb, John K., et al (1999). "Search for Time Variation of the Fine Structure Constant". Physical Review Letters 82 (5): 884-887. DOI:10.1103/PhysRevLett.82.884. Retrieved on 2006-08-12.
^ M. T. Murphy et al, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 327, 1208 (2001)
^ Webb, John K., et al (2001). "Further Evidence for Cosmological Evolution of the Fine Structure Constant". Physical Review Letters 87 (9): 091301. DOI:10.1103/PhysRevLett.87.091301. Retrieved on 2006-08-12.
^ M.T. Murphy, J.K. Webb and V.V. Flambaum, Mon. Not R. astron. Soc. 345, 609 (2003)
^ H. Chand et al., Astron. Astrophys. 417, 853 (2004)
^ R. Srianand et al., Phys. Rev. Lett. 92, 121302 (2004).
^ Barrow, John D. (2005). "Varying Constants". Philosophical Transactions of the Royal Society 363: 2139-2153.
^ Feynman, Richard P. (1985). QED: The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press, 129. ISBN 0-691-08388-6.

Добављено из "http://sr.wikipedia.org../../../%D0%BA/%D0%BE/%D0%BD/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B0_%D1%84%D0%B8%D0%BD%D0%B5_%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B5.html"

Категорија страница: Фундаменталне константе