Ur magnetonernas historia

Fysikens historia går inte alltid bara framåt uppåt. Det har funnits en del irrvägar och återvändsgränder. Ett exempel på detta har varit sökandet efter ett kvantum av magnetisering. Schweizeren Walter Ritz trodde att atomer bestod av små magnetiska och neutrala stavar av samma längd. På samma sätt som Millikan fann att han kunde bestämma den elementara laddningskvanten till den största gemensamma delaren av laddningar på oljedroppar, försökte också Pierre Weiss finna ett minste gemensamt värde för de olika atomära magnetiska dipolmomenten som han lade stor möda på att mäta.

År 1911 annonserade Weiss ett värde, grundat på en övertygelse att mättnadsmagnetiseringarna av en mol järn och av en mol nickel förhöll sig som 11:3; en järnatom innehöll alltså elva elementära magneter. Idén att man kan dra slutsatsen utifrån bara två värden är lite galet, men Weiss' forskningsgrupp sa sig finna bekräftelser för detta värde i senare mätningar. Konceptet levde vidare till slutet av 1930-talet.

År 1913 kom Niels Bohr med sin modell för väteatomen. Det innebar en cirkulerande laddning, alltså en kretsström med ett magnetiskt dipolmoment. Men roterande partiklar måste stråla. Därför föreslog Alfred Lauck Parsons 1915 att elektronen var en typ av roterande rökring av laddning. (Parsons blev psykiskt skadad i Första Världskriget, och gjorde ingen akademisk karriär.) Parsons magneton var alltså baserad på teori och innehöll Plancks konstant.

1920 skrev Wolfgang Pauli (20 år gammal) en artikel "Quantentheorie und Magneton", där han namngav "Bohr magneton" och "Weiss magneton". Det är enkelt att räkna ut värdet på dipolmomentet som en väteatom skulle ha enligt Bohrmodellen. Ytan är π a₀², strömmen laddingen gånger frekvensen, det vill säga hastigheten genom 2 π Bohrradien. Elektronens hastighet är αc, det vill säga ljushastigheten genom ungefär 137. Så momentet är α e c a₀ = e ħ/(2 m_e).