電子有偶極矩嗎?如何測量?


題主問的是「偶極矩」。既然沒有說一定是「電偶極矩」,那麼我們可以放心地說,「電偶極矩」不知道,「磁偶極矩」一定有。因為電子是自旋1/2的粒子,自旋不為零那磁偶極矩自然也不為零啦。

至於如何測量——不知道題主有沒有聽說過NMR?聽說過的話就好辦。NMR是針對核自旋進行的測量。對於未成對電子,我們也可以進行類似的測量。這就是EPR。這裡的EPR不是Einstein–Podolsky–Rosen佯謬,而是「電子順磁共振」的意思。可能是為了避免歧義,EPR現在一般又稱作「ESR」,也就是「電子自旋共振」的意思。由於絕大部分分子的電子都是配對的,ESR/EPR一般不像NMR一樣可以作為常規表徵手段。但是對於自由基或者某些活性中間體的檢測,ESR/EPR是不可或缺的。


Electron electric dipole moment

有空我去把這篇wiki翻譯一下……


沒有,電子的電形狀因子到目前為止一直沒測量出來,所以你可以認為電子就是一個點電荷。

PDG中關於電子電偶極矩的測量數據:


當然是有的,但是現在還測量不出那個尺度的電偶極距。


既然加了光譜的標籤,難道題主想問的難道是eEDM?
從理論上來說如果電子電偶極矩是存在的話是可以通過分子光譜的超精細結構測得。現在主流的方法是通過測量金屬分子的超精細結構來測量。
至於現在的結果么,我們組現在連PbF的信號都沒找到……更別說分子激光冷卻和測量了。


如果能確定電子有電偶極矩,那就說明電子存在內部結構,不過現在還沒有證實電子有內部結構,所以電子一直被看作點粒子,這樣的話應該沒有電偶極矩。但是電子有磁偶極矩,因為電子有自旋,磁偶極矩與自旋角動量成正比。

我突然想到一個問題,有沒有可能一個基本粒子本身就是一個偶極子呢?如果一個基本粒子(點狀粒子,沒有內部結構)本身就是一個偶極子(電偶極子或磁偶極子),但是不帶電,這樣的基本粒子如果存在的話,會有什麼性質呢?


理論上是有的,因為電子「內」的夸克有相對位置,但不能直接測量。只能通過其輻射性質。根據其輻射強度分布,推測。不過其效應太微弱,目前我沒聽過有這方面的數據。


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