Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 30, Numéro C3, Novembre 1969
COLLOQUE DE " PHYSIQUE FONDAMENTALE ET ASTROPHYSIQUE "
Page(s) C3-14 - C3-18
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1969302
COLLOQUE DE " PHYSIQUE FONDAMENTALE ET ASTROPHYSIQUE "

J. Phys. Colloques 30 (1969) C3-14-C3-18

DOI: 10.1051/jphyscol:1969302

COMPORTEMENT DES ÉLECTRONS DANS UN CHAMP MAGNÉTIQUE DE 1013 GAUSS OU PLUS ET IMPLICATIONS ASTROPHYSIQUES

B. JANCOVICI

Faculté des Sciences d'Orsay


Résumé
On passe en revue quelques travaux récents concernant les propriétés des électrons dans un champ magnétique uniforme statique intense ( 1013 gauss ou plus). Certains mécanismes astrophysiques pourraient donner naissance à de tels champs. La connaissance des états quantiques d'un électron de Dirac dans le champ permet le calcul de l'équation d'état d'un gaz d'électrons dont on néglige les interactions. La pression est naturellement anisotrope. Pour un gaz dégénéré en champ fort, la pression perpendiculairement au champ peut s'annuler et le gaz se comporte comme un gaz à une dimension. L'aimantation du gaz a été calculée ; elle est toujours faible comparée au champ, et le gaz ne devient jamais ferromagnétique. On discute diverses réactions entre particules, dues aux interactions électromagnétiques ou aux interactions faibles, en présence d'un champ magnétique. On étudie comment la présence d'un moment magnétique anormal de l'électron modifie l'énergie de son état fondamental dans un champ magnétique. On réfute certains travaux en montrant que cette correction radiative à l'énergie demeure faible, même dans des champs très élevés.


Abstract
A few recent studies of the properties of electrons in an intense uniform static magnetic field (1013 gauss or more) are reviewed. Some astrophysical mechanisms might produce such fields. The knowledge of the quantum states of a Dirac electron in the field allows a calculation of the equation of state for an electron gas when the interactions are neglected. The pressure is, of course, anisotropic. For a degenerate gas in a strong field, the pressure normal to the field can vanish, and the gas behaves like a one-dimensional one. The magnetization of the gas has been computed ; it is always small compared to the field, and the gas never becomes ferromagnetic. Various reactions between particles, caused either by the electromagnetic or by the weak interactions, in the presence of a magnetic field, are discussed. A study is made of how the presence of an anomalous magnetic moment for the electron can shift the energy of its ground state in a magnetic field. Other papers are refuted, and it is shown that this radiative correction to the energy remains a small one, even in very high fields.