微細構造定数
微細構造定数は1916年にゾンマーフェルトにより導入された。水素原子のスペクトル線の僅かな分裂(微細構造)を説明するためにボーアの原子模型を楕円軌道を許すように拡張(ゾンマーフェルトの量子化条件)して、さらに相対論の効果を含めた模型を考えた。
微細構造定数はボーア模型において基底状態にある電子の速度の光速度に対する比に等しく、ゾンマーフェルトの解析の中で自然に現れ、水素原子のスペクトル線の分裂の大きさを決めている。
原子構造を説明する理論において導入された定数であったが、現在では原子構造から離れてより一般に素粒子の電磁相互作用の強さを表す結合定数と見なされている。
2021年現在における最も精度の高い測定値の1つは、電子の異常磁気モーメント ae の測定に基づくものである。2008年のハーバード大学の研究グループによる電子の異常磁気モーメントの測定値として
a e = 1.159 652 180 73 ( 28 ) × 10 − 3 [ 2.4 × 10 − 10 ] {\displaystyle a_{\text{e}}=1.159~652~180~73(28)\times 10^{-3}\quad [2.4\times 10^{-10}]}
が得られており、ここから微細構造定数の値として
α − 1 ( a e ) = 137.035 999 150 ( 33 ) [ 2.4 × 10 − 10 ] {\displaystyle \alpha ^{-1}(a_{\text{e}})=137.035~999~150(33)\quad [2.4\times 10^{-10}]}