¿Un neutrón tiene momento angular orbital? Y si es así, ¿cómo afecta su momento magnético?

Solo te daré la respuesta de la teoría de ultra ondas, ya que es la única forma de explicarla claramente. El momento angular orbital realmente no existe en el mundo de las partículas y los átomos, excepto en el caso de los gases, que es cuando dos o más de ellos están unidos entre sí y giran alrededor de un centro común. Todos los otros momentos angulares son internos a las partículas involucradas y eso es lo que se aplica aquí.
Todos los fermiones spin-1/2, de los cuales el neutrón es uno, tienen un momento angular basado en la velocidad de ultra ondas y un radio de rotación. La masa de un neutrón que es ligeramente más alta que el protón significa que su radio de rotación es ligeramente más pequeño que el del protón. El tamaño y la masa van de la mano, por lo que todos tienen la misma fuerza (llamada fuerza nuclear fuerte) cuando están en modo de interacción usando el giro. La forma perfecta del giro se llama magneton, que es el valor ideal si la partícula fuera perfecta. El problema es que ninguno de ellos lo es. El electrón está muy cerca, pero todavía está un poco apagado. Esto se debe principalmente al hecho de que el espín se ve afectado por la onda de carga que constituye la otra mitad de la partícula, por lo tanto, el espín es solo la mitad de la existencia de partículas. La carga no puede seguir la curvatura del espín exactamente, por lo que se mide una ligera desviación para el electrón. Las partículas más pesadas sufren esta misma imperfección, pero en mayor grado. La variación puede ser casi cualquier cosa, porque el tamaño del giro versus el tamaño de la partícula general es de órdenes de magnitud diferentes, lo que hace posible tener una partícula pesada que es más pequeña que una más ligera. Un buen ejemplo de esto se encuentra en los átomos, donde la densidad no necesariamente sigue al número atómico. En el caso del neutrón, o cualquier partícula de spin-1/2 para esa materia, el momento magnético muestra la reducción en el radio general que ocurre entre la carga y el espín. El giro siempre es constante, pero el tamaño total puede reducirse debido a la carga que interactúa con el giro y que produce un valor de momento magnético que es diferente del magneton. Al calcularlo usando la fórmula de carga en un anillo giratorio, que es la forma del giro, o mu = pi * r ^ 2 * I, se obtiene un valor de aproximadamente 1.9 veces el valor nominal. Todo lo que básicamente representa es que una esfera giratoria ‘encogida’ se tambalea mucho más fácilmente en un campo magnético que una perfecta. El término anomalía de momento magnético es la diferencia de valor entre perfecto y real. Entonces, el radio real de una partícula se reduce dividiendo por ese número. Hay un par de instancias para partículas donde el tamaño aumenta en lugar de disminuir. Esto solo muestra que una partícula tiene un radio mayor de lo que debería. Se vería como un anillo que había sido cortado y separado para que hubiera una ruptura obvia en él. Entonces, para responder a la pregunta de cómo el momento angular afecta el momento magnético, primero crea el potencial ideal (magneton) que tiene una masa particular para reaccionar a un campo magnético, y segundo, cómo la masa real se ajusta y produce una variación de ese potencial . Lamentablemente, no he descubierto la relación matemática que rige las interacciones. Hay fuertes pistas encontradas en las curvas de potencia de momento magnético de masas que tracé, y que se pueden encontrar en mi libro gratuito que se encuentra en www.ultrawavetheory.org. Muestran claramente que todas las partículas de spin-1/2, que incluyen muchos núcleos atómicos, producen familias de tres que están relacionadas de alguna manera. Probablemente sea algo simple, pero aún no lo he descubierto. Estoy seguro de que alguien más inteligente que yo lo recibirá algún día pronto.

“¿Un neutrón tiene un momento angular orbital?”

El momento angular orbital (OAM) no es una propiedad intrínseca de un neutrón (o un electrón, o cualquier otra partícula, para el caso).

Un neutrón unido (p. Ej., En un núcleo) puede tener OAM al igual que los electrones atómicos unidos pueden tener OAM.

Se puede considerar que un neutrón libre (no unido) está en uno o más modos espaciales (como superposición), es decir, cómo la función de onda llena el espacio. Los diferentes modos espaciales se pueden elegir desde una base en la que los diferentes modos tienen diferentes OAM, siendo todos todos múltiplos integrales de barra-h: positivo, negativo y cero.

Para los neutrones libres, OAM es un nombre inapropiado: no hay órbita en curso. De vuelta en la física clásica, aprendiste que el “momento angular” era r x p , donde r era un vector para el objeto desde el origen de tu sistema de coordenadas, y p era su momento lineal vectorial. Una partícula libre en una trayectoria en línea recta tenía un “momento angular” conservado, siempre que la trayectoria no pasara por el origen del sistema de coordenadas. (Aunque r cambió con el tiempo, también lo hizo el ángulo y, por lo tanto, el producto cruzado permaneció igual).

El mismo concepto de L = r x p , cuando se trasladó a la mecánica cuántica, recogió el adjetivo “orbital” para distinguir este tipo de momento angular del momento angular de rotación. De hecho, en la física atómica para electrones unidos realmente hay órbita, pero no para partículas libres.

En la mecánica cuántica, los tres componentes de L no conmutan: solo puede estar en un estado propio de un componente a la vez, generalmente Lz. Uno puede idear un conjunto de modos espaciales para partículas libres que son estados propios de Lz, con valores propios que son múltiplos integrales de la barra h. Lo que significa un Lz distinto de cero (OAM) en este contexto es que todos los caminos posibles para la partícula (en el sentido de Feynman, o piense: trazado de rayos) cruzan el plano xy en ángulos tales que r (en el plano) x p (en el plano) es constante. Geométricamente, lo que esto significa es que los caminos están inclinados en la dirección theta (piense en el plano xy como rtheta ) con ángulos más pronunciados para r más pequeño, y menos inclinación para r más grande.

“Y si es así, ¿cómo afecta su momento magnético [ sic ] ?”

No lo hace, porque un neutrón no tiene carga (neta).

El neutrón está formado por tres quarks, cada uno de los cuales tiene una carga y un momento magnético; El momento magnético del neutrón no puede explicarse por completo simplemente combinando los momentos de los quarks, por lo que definitivamente hay una contribución del movimiento orbital de los quarks alrededor de su centro de masa combinado. O eso me han dicho.