İnce yapı sabiti
İnce yapı sabiti ya da Sommerfeld sabiti (genelde α sembolüyle gösterilir), temel yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşimim gücünü tanımlayan boyutsuz bir fiziksel sabittir. Temel yüklü bir parçacığın elektromanyetik alanla eşleşmesini ifade eden temel yükle (e) olan ilişkisi 4πε0ħcα = e2 formülüyle tanımlanmaktadır. Boyutsuz bir nicelik olduğundan, ölçü sistemi fark etmeksizin sayısal değeri yaklaşık 1137'dir.[1]
α, ismini 1916 yılında Bohr atom modelini genişletmeye çalışırken onu bulan Arnold Sommerfeldden alır.[2] α bir hidrojen atomunun spektral çizgilerinin arasındaki boşlukların ince yapısını niceler. Bu değer 1887 yılında Michelson ve Morley tarafından tam olarak hesaplanmıştır.
Tanım
Farklı fiziksel sabitler üzerinden α'nın tanımları aşağıda verilmiştir:
Sabitler:
- e temel yük (= 1,602176634×10-19 C);
- π pi sabiti;
- h Planck sabiti (= 6,62607015×10-34 J⋅s);
- ħ = h2π azaltılmış Planck sabiti (= 6,62607015×10-34 J⋅s2π);
- c ışığın vakumadaki hızı (= 299792458 m/s);
- ε0 elektrik sabiti veya elektriğin vakumdaki geçirgenliği;
- µ0 manyetik sabit ya da manyetizmanın vakumdaki geçirgenliği;
- ke Coulomb sabiti;
- RK Von Klitzing sabiti;
- Z0 vakumdaki iç direnç.
SI olmayan birimlerle
Elektrostatik cgs birimleriyle elektriksel yükün birimi (statcoulomb) Coulomb sabitinin ya da geçirgenlik faktörünün 1 ve birimsiz olucağı şekilde tanımlanır. Bu tanımla ince yapı sabiti aşağıdaki gibi ifade edilir (Bu genelde eski fizik kitaplarında bulunabilir),
Genellikle yüksek enerji fiziğinde kullanılan doğal birimlerde ε0 = c = ħ = 1 eşitliği vardır. Bu eşitlik üzerinden ince yapı sabitinin değeri aşağıdaki gibi ifade edilir,[3] Görüldüğü gibi ince yapı sabiti temel yükün değerini e = √4πα ≈ 0,30282212 şeklinde tanımlar.
Hartree atom birimleri kullanıldığında (e = me = ħ = 1 ve ε0 = 14π) ince yapı sabiti aşağıdaki gibidir,
Kaynakça
Dış bağlantılar
- Adler, Stephen. "Theories of the Fine Structure Constant α" (PDF) (İngilizce). FERMILAB-PUB-72/059-T. 31 Ocak 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Kasım 2019.