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Momento de dipolo magnético do nêutron

Bom dia. O nêutron possui carga elétrica nula, ou quase isso. O momento angular do spin de elétrons e prótons está relacionado a carga elétrica que irradia campo magnético. o bóson fóton não participou da constituição dos neutrinos. Se este bóson é o que carrega a energia eletromagnética, e se é a ela que de atribui o momento magnético, qual a explicação para a existência de momento magnético no nêutron?

Respondido por: Prof. Gustavo Gil da Silveira - IF-UFRGS e membro da Colaboração CMS do CERN-LHC

A premissa da pergunta está correta: se o momento magnético tem origem na carga elétrica das partículas, como o nêutron, em sendo eletricamente neutro, poderia ter momento magnético?

Como o nêutron possui momento magnético ligado ao seu momento angular de spin, ele não é afetado por campos elétricos, mas sim por campos magnéticos. Logo, de alguma forma uma certa carga elétrica deve estar presente para o surgimento do momento magnético do nêutron. Na década de 1960, o Stanford Linear Accelerator já demonstrava que o próton possuía estrutura interna, onde o perfil encontrado na medida de espalhamento entre elétrons e prótons, conhecido como espalhamento profundamente inelástico, era muito similar àquele encontrado no estudo da estrutura do núcleo atômico (uma ilustração pode ser encontrada em F. Halzen e A. D. Martin, “Quarks and Leptons” (Wiley, Nova Iorque, 1984), página 17). Com isso, este era um indicativo de que o próton também possuía composição interna, como o núcleo atômico é constituído de prótons e nêutrons. Alguns anos mais tarde foi entendido que o próton é constituído por quarks, assim como uma grande variedade de partículas.

A indicação sobre o momento magnético do nêutron segue esta mesma linha: para que haja momento magnético, alguma carga elétrica deve estar envolvida, e, neste caso, é a estrutura interna do nêutron constituída de quarks. Estes quarks possuem spin e carga elétrica (fracionada neste caso) e estes sofrem interação com o campo magnético externo ao qual o nêutron possa ser submetido.


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