Kernmagneton

Das Kernmagneton (Symbol $\mu _{\mathrm {K} }$ oder $\mu _{\mathrm {N} }$ mit N für Nukleon) wird in der Kern- und Teilchenphysik üblicherweise als Einheit für magnetische Momente verwendet. Es ist definiert als Betrag des magnetischen Moments eines Dirac-Teilchens mit der Ladung und Masse des Protons:

Physikalische Konstante
Name	Kernmagneton
Formelzeichen	$\mu _{\mathrm {K} },\,\mu _{\mathrm {N} }$
Größenart	Magnetisches Moment
Wert
SI	5.0507837393(16)e-27 $\textstyle {\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {T} }}$
Unsicherheit (rel.)	3.1e-10
Bezug zu anderen Konstanten
$\mu _{\mathrm {N} }={\frac {e}{2m_{\mathrm {p} }}}\,\hbar$
Quellen und Anmerkungen
Quelle SI-Wert: CODATA 2018 (Direktlink)

$\mu _{\mathrm {N} }={\frac {e}{2m_{\mathrm {p} }}}\,\hbar$

mit

$e$: elektrische Elementarladung

$\hbar$: reduzierte Planck-Konstante

$m_{\mathrm {p} }$: Protonmasse.

Nach derzeitiger Messgenauigkeit hat es den Wert:

${\begin{aligned}\mu _{\mathrm {N} }&=3{,}152\,451\,254\,17(98)\cdot 10^{-8}\ \mathrm {eV/T} \\&=5{,}050\,783\,7393(16)\cdot 10^{-27}\ \mathrm {J/T} ,\end{aligned}}$

wobei die eingeklammerten Ziffern die Unsicherheit in den letzten Stellen des Wertes bezeichnen, diese Unsicherheit ist als geschätzte Standardabweichung des angegebenen Zahlenwertes vom tatsächlichen Wert angegeben; es stehen

$\mathrm {eV}$ bzw. $\mathrm {J}$ für die Energieeinheiten Elektronenvolt bzw. Joule

$\mathrm {T}$ für die Einheit Tesla der magnetischen Flussdichte.

Die gemessenen magnetischen Momente von Proton und Neutron sind:

${\begin{aligned}\mu _{\mathrm {p} }&=2{,}7928\,\mu _{\mathrm {N} }\\\mu _{\mathrm {n} }&=-1{,}9130\,\mu _{\mathrm {N} },\end{aligned}}$

Wären sie punktförmige Teilchen, würde man $\mu _{\mathrm {p} }=1\,\mu _{\mathrm {N} }$ und $\mu _{\mathrm {n} }=0\,\mu _{\mathrm {N} }$ erwarten. Diese deutliche Diskrepanz war einer der frühesten Hinweise dafür, dass Proton und Neutron zusammengesetzte Teilchen sind (aus Quarks, wie man heute weiß).

Siehe auch

• Bohrsches Magneton
• Gyromagnetisches Verhältnis