(3520) חלקיק בטבעת עם שדה מגנטי לא הומוגני 2013A

חלקיק בעל מסה \( M \) , מטען \( e \) , וספין חצי עם קבוע גירמגנטי \( g \) מצוי בטבעת בעלת רדיוס \( R \) .
יוצרים שדה מגנטי לא הומוגני \( B(r,\varphi,z)=br^{\alpha} \) בכיוון ציר \( z \) .
בנוסף מניחים מטען \( Q \) במרכז הטבעת.

1. רשום ביטוי עבור הוקטור פוטנציאל שמופיע בהמילטוניאן של החלקיק

2. רשום את ההמילטוניאן \( H = h(L_z, S_z; M, e, g, R, b, \alpha,Q) \) כולל אינטראקצית ספין-מסילה

3. רשום מה הקבוע הגירומגנטי האפקטיבי \( g_L \) שמשתמע מאיבר זימן האורביטלי בהמילטוניאן שרשמת.

4. מה צריך להיות רדיוס הטבעת על מנת שאיבר זימן האורביטלי לא ישפיע על הספקטרום.

טיפ: את התנאי בסעיף 4 אפשר לקבל ללא צורך במציאת ההמילטוניאן.