Relativitet betyder noget:To modsatrettede syn på den magnetiske kraft forenes

Nuværende lærebøger refererer ofte til Lorentz-Maxwell-kraften styret af den elektriske ladning. Men de henviser sjældent til udvidelsen af ​​den teori, der kræves for at forklare den magnetiske kraft på en punktpartikel. For elementarpartikler, såsom myoner eller neutrinoer, den magnetiske kraft, der påføres sådanne ladninger, er unik og uforanderlig. Imidlertid, i modsætning til den elektriske ladning, den magnetiske kraftstyrke er ikke kvantificeret. For at den magnetiske kraft skal virke på dem, magnetfeltet skal være inhomogent. Derfor er denne kraft sværere at forstå i sammenhæng med partikler, hvis hastighed er tæt på lysets hastighed.

I øvrigt, vores forståelse af, hvordan en punktpartikel, der bærer en ladning, bevæger sig i nærvær af et inhomogent magnetfelt, har hidtil været afhængig af to teorier, som man troede var forskellige. Den første stammer fra William Gilberts undersøgelse af elementær magnetisme i det 16. århundrede, mens den anden er afhængig af André-Marie Ampère elektriske strømme. I en ny undersøgelse netop offentliggjort i EPJ C, forfatterne Johann Rafelski og kolleger fra University of Arizona, USA, lykkedes med at løse denne tvetydighed mellem ameperianske og gilbertianske former for magnetisk kraft. Deres løsning gør det muligt at karakterisere samspillet mellem partikler, hvis hastighed er tæt på lysets hastighed i nærvær af inhomogene elektromagnetiske felter.

I den nye undersøgelse, de fremmødte forfattere, for første gang, en vigtig indsigt i, hvordan magnetfelts uhomogenitet påvirker partikelspindynamikken, kaldet spinprecession. Intet tidligere arbejde har erkendt behovet for at få formen af ​​magnetisk drejningsmoment i overensstemmelse med formen af ​​magnetisk kraft - drejningsmomentet blev kun gjort i overensstemmelse med Lorentz-Maxwell-kraften.

Dette fremskridt gør det muligt at kvantificere virkningen af ​​feltuhomogenitet på præcisionseksperiment. Det søger at løse en uoverensstemmelse i forståelsen af ​​kvantefeltkorrektioner til det magnetiske moment af myonen, en elementær partikel, der ofte omtales som en "tung elektron".

Disse resultater kan anvendes til studiet af neutrinoer, åbne døren til riger ud over standardmodellen for partikelfysik. Rafelski og kolleger viser, at den magnetiske kraft kan være stor for partikler, hvis hastighed er meget tæt på lysets hastighed.