核磁子

核磁子（かくじし、英: nuclear magneton、記号 ${\displaystyle \mu _{\mathrm {N} }\,}$）は核子が持つ磁気モーメントの物理定数。まれに電子がもつ磁気モーメントであるのボーア磁子に対して核ボーア磁子ともよばれる。

核磁子 nuclear magneton
記号	μN
値	5.0507837393(16)×10−27 J T−1 [1]
相対標準不確かさ	3.1×10−10

国際単位系（SI）における値は

${\displaystyle \mu _{\text{N}}=5.050\ 783\ 7393(16)\times 10^{-27}\ {\text{J}}\ {\text{T}}^{-1}}$

である（2022CODATA推奨値^[1]）。

国際量体系（ISQ）において、核磁子は

${\displaystyle \mu _{\text{N}}={\frac {e\hbar }{2m_{\text{p}}}}}$

で表される。 ここで e は電気素量、ħ はプランク定数、m_p は陽子の質量である。 なお、ガウス単位系では電流と磁気の関係付け方が異なるため、光速度 c の因子が入って

${\displaystyle \mu _{\text{N}}={\frac {e\hbar }{2m_{\text{p}}c}}}$

で表される。

核子のなかで、陽子は電子と同じスピンと電気素量をもつフェルミオンである。しかし陽子の質量は電子の約1840倍あるため、核磁子の磁気モーメントは電子のボーア磁子のおよそ1840分の1である。 単純に考えると、核磁子の値は陽子の磁気モーメント ${\displaystyle \mu _{\text{p}}}$ とほぼ等しいはずである。また中性子は電荷をもたないため、磁気モーメント ${\displaystyle \mu _{\text{n}}}$ はゼロであるはずである。しかし実際の陽子、中性子のの磁気モーメントは核磁子 ${\displaystyle \mu _{\text{N}}}$ に比べて

• ${\displaystyle \mu _{\text{p}}=2.79\mu _{\text{N}}}$
• ${\displaystyle \mu _{\text{n}}=-1.91\mu _{\text{N}}}$

であり単純な理論値とは大きく異なっている。これは異常磁気モーメントとよばれ、陽子や中性子が内部に電荷を持ったクォークからなる複合粒子であることに起因すると考えられている。

→「異常磁気モーメント」も参照