¿Cómo surgió la relación giromagnética antes de la mecánica cuántica y quién la introdujo?

Esta es una muy buena pregunta, me gustaría que tuviera más atención. Mi respuesta solo será parcial porque tuve dificultades para encontrar detalles iniciales sobre el efecto y la relación giromagnéticos. El concepto surge cada vez que tenemos un sistema giratorio de partículas cargadas, porque tiene un momento angular y crea un campo dipolar magnético, y jugó un papel histórico importante ya en la física clásica, pero terminó allanando el camino para la cuántica.

La fórmula y el teorema de precesión de Larmor aparecieron por primera vez en artículos de 1894-1897 resumidos en su completo libro Aether and Matter (1900), en cierto modo la suma final de la electrodinámica clásica. Larmor fue el primero en conjeturar que los electrones orbitan alrededor de un centro, basándose en su fórmula de precesión, luego pudo explicar la división y la polarización de las líneas espectrales en un campo magnético. Irónicamente, según Warwick, " Larmor es ampliamente recordado por los científicos solo por dos fórmulas y un teorema que, aunque se le atribuyen correctamente, los historiadores de la ciencia los han considerado tangenciales a sus principales intereses de investigación" .

Al menos implícitamente, la relación surgió anteriormente en el trabajo de Maxwell sobre el efecto giromagnético . Señaló que "la electricidad circula con algo así como impulso o inercia" (incluso antes, Ampere conjeturó que el magnetismo es causado por "corrientes moleculares" en la materia), y concluyó que la magnetización debería causar una ligera rotación del material magnetizado. Los intentos de Maxwell de medirlo no tuvieron éxito, pero el manto fue recogido nada menos que por el propio Einstein, que quería confirmar la hipótesis de Ampere. Junto con de Haas, realizó una serie de experimentos en 1915-16 con predicciones teóricas que destacaban la relación giromagnética. lo denotan$\lambda$y demostrar que la teoría predice$\lambda=2e/m$, dónde$m,e$son la masa y la carga del electrón. Por supuesto, la fórmula no habría tenido sentido antes porque no se conocía la relación masa/carga. Sus experimentos confirmaron la predicción, pero... solo debido a un error de medición.

La verdad es que el efecto giromagnético en sus experimentos no se debió a las corrientes moleculares, sino al espín de los electrones, y debido a que es$1/2$el valor correcto es aproximadamente la mitad de su predicción clásica. Curiosamente, Barnett, que realizó experimentos similares al mismo tiempo, obtuvo originalmente valores que diferían de los de Einstein-de Haas por un factor de$2-2.3$, pero después de su publicación "se corrigió" a sí mismo hasta$1.1-1.4$, consulte la Historia seleccionada de sesgo de expectativa en física de Jeng . Sin embargo, la discrepancia pronto salió a la luz y pasó a llamarse "anomalía giromagnética".

Sobre cómo la relación giromagnética anómala condujo al descubrimiento del espín del electrón, véase el artículo de Frenkel Sobre la historia del efecto Einstein-de Haas y el libro de Galison Cómo terminan los experimentos .