地球原子上的惯性与引力效应

我们在类 Foldy-Wouthuysen 展开中揭示了直至 $1/m$ 阶的、地球上非相对论性 Dirac 粒子（质量 $m$）的所有线性阶惯性与引力效应。将该结果应用于 Penning 陷阱实验——其中 Dirac 粒子在腔体中经历回旋运动与自旋进动，即地球原子——我们研究了诸如电子此类粒子的 $g$ 因子修正。结果表明，来自引力的各项修正对回旋频率与质量 $m$ 具有不同的依赖关系。因此，它们的大小随情形而变化。在电子 $g$ 因子测量的特定情形中，对观测 $g$ 因子的主要修正来自地球自转效应，其为 $\delta g / 2 \simeq 5.2 \times 10^{-17}$。这可能在不久的将来被探测到。