Spin dan Paritas

Momentum angular total I dari deutron memiliki tiga komponen: spin neutron (sn) dan spin

proton (sp) yang masing-masing bernilai ½, dan momentum angular ℓ nukleon ketika bergerak

mengelilingi pusat massanya:

I = sn + sp + ℓ (6)

Untuk menyelesaikan persamaan Schrödinger dari deutron, diasumsikan bahwa ℓ = 0 yang

setara dengan keadaan dasar atom hidrogen. Selama spin neutron dan proton paralel (I = 1) atau

antiparalel (I = 0), terdapat empat cara untuk memasangkan sn, sp, dan ℓ untuk mendapat I = 1:

(a) sn dan sp paralel pada keadaan ℓ = 0

(b) sn dan sp antiparalel pada keadaan ℓ = 1

(c) sn dan sp paralel pada keadaan ℓ = 1

(d) sn dan sp paralel pada keadaan ℓ = 2

Karakteristik lain dari deutron adalah paritas (ganjil atau genap), yaitu perilaku fungsi

gelombang ketika r → – r. Dengan mempelajari reaksi yang melibatkan deutron dan karakteristik

foton yang diemisikan selama pembentukan deutron, dapat diketahui bahwa paritas deutron

adalah ganjil. Karena paritas yang berhubungan dengan gerak orbital adalah paritas ganjil, (–1)ℓ,

untuk ℓ = 0 (keadaan s) dan ℓ = 2 (keadaan d), sedangkan paritas genap berlaku untuk ℓ = 1

(keadaan p). Spin dan paritas deutron biasanya selalu bersesuaian dengan ℓ = 0, tetapi

kemungkinan dari ℓ = 2 tetap harus dipertimbangkan.

Momen Dipol Magnetik

Spin dan orbital dapat mempengaruhi momen dipol magnetik. Jika asumsi ℓ = 0 adalah

benar, seharusnya tidak ada pengaruh orbital bagi momen magnetik dan kita dapat

mengasumsikan bahwa momen magnetik total adalah gabungan dari momen magnetik neutron

dan proton:

(7)

dimana gsn = – 3.826084 dan gsp = 5.585691. Momen magnetik untuk komponen z dari μ, jika

spin bernilai maksimum (½ħ) adalah

(8)

Nilai yang teramati adalah 0.8574376 ± 0.0000004 μN. Selisih yang kecil ini dapat dijelaskan

oleh beberapa faktor, seperti pengaruh dari perubahan meson antara neutron dan proton. Kita

dapat mengasumsikan bahwa perbedaan ini terjadi karena pengaruh keadaan d (ℓ = 2) pada

fungsi gelombang deutron:

(9)

Dengan memperhitungkan momen magnetik diperoleh fungsi gelombang:

(10)

dimana μ (ℓ = 0) telah dihitung pada persamaan (8) dan μ (ℓ = 2) = adalah

nilai yang dihitung untuk keadaan d. Nilai yang teramati yaitu dan , karena

itu deutron memiliki 96% ℓ = 0 dan hanya 4% ℓ = 2.