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미세 구조 상수

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미세 구조 상수
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미세 구조 상수(微細構造常數, 영어: fine structure constant, 기호 α) 또는 조머펠트 미세 구조 상수(Sommerfeld -)는 전자기력의 세기를 나타내는 물리상수다. 원자물리학입자물리학에서 자주 나타난다. 1916년 아르놀트 조머펠트가 발견하였다. 원래 조머펠트가 원자 방출 스펙트럼미세 구조를 연구할 때 발견하였으므로 이런 이름이 붙었다.

간략 정보 미세 구조 상수 α, 종류: ...
간략 정보 미세 구조 상수의 역수 α−1, 종류: ...

2020년 4월에, 130억 광년 떨어진 곳에서 미세구조상수가 다른 곳이 관측되었다는 논문이 발표되었다.[2] 이는 전자기법칙이 전 우주에서 같지는 않을 수 있다는 점을 시사한다.

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정의

미세 구조 상수 국제단위계에서는 다음과 같이 정의한다.

여기서 기본 전하, 원주율, 디랙 상수, 빛의 속도, 은 진공의 유전율이다. 이 값은 두 전자(전자의 컴프턴 파장)의 거리를 두고 떨어져 있을 때, 그 전기적 위치 에너지와 전자의 정지 에너지 의 비로 해석할 수 있다.

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유도

요약
관점

CGS 단위계에서는 인자가 전하량에 포함되므로 식이 다음과 같이 바뀐다.

는 차원이 없는 상수이기 때문에, 그 값은 단위계에 상관없이 같다. 여기에 들어가는 기본 상수값을 대입해보면

=0.00729231
=137.131

이 나온다. 이 값은 실제 측정값과는 차이가 있다. 여기에 양자 전기역학에서 예견하는 전자들의 상호작용을 통한 보정을 고려할 수 있다. 이는 전자의 자기 모멘트와 미세 구조 상수와의 관계를 통해 구해진 것으로, 다음과 같다.

=0.0072973525698(24)
=137.035999074(44)
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같이 보기

각주

외부 링크

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