Existencia vlastného rotačného momentu jadier I spolu s existenciou kladného náboja atómových jadier podľa klasickej mechaniky naznačuje súčasnú existenciu ich magnetického momentu. Jadrá s nenulovým spinom sa skutočne prejavu ako mikroskopické magnety s magnetickým momentom μ , pričom μ je vektor, ktorý je kolineárny s vektorom spinu I
μ = γ. I
,kde konštanta úmernosti γ sa nazýva gyromagnetický pomer. V SI sústave sa μ vyjadruje v jednotkách [Amper.m2] resp. v jednotkách [ Joule/Tesla]; rozmer γ je [rad/(s.Tesla)].
Magnetický moment atómových jadier a subatómových častíc je veľmi malý a preto je zvykom vyjadrovať jeho veľkosť aj v jednotkách tzv. jadrového magnetónu μN (μN = 5,05078.10-27 Joule/Tesla ). Jadrový magnetón μN je definovaný ako fiktívny magnetický moment prúdovej slučky kladného náboja na povrchu jadra vytvorenej otáčavým pohybom (spinom) jadra. Výpočet je urobený podľa klasickej teórie analogickým spôsobom ako pri elektrónovom (Bohrovom) magnetóne [Bohr magneton – Wikipedia]:
\mu_{N}=\frac{e\hbar }{2\pi m_{P}} , kde e je náboj, mp hmotnosť a ħ rotačný moment protónu. Jediným praktickým významom jadrového magnetónu je, že je vhodnou jednotkou na vyjadrenie veľkosti skutočného magnetického momentu atómových jadier, nukleónov a elementárnych častíc. V týchto jednotkách veľkosť magnetického momentu i-tého jadrá (nukleónu) určuje bezrozmerná konštanta gi, ktorá sa nazýva g-faktor: μi = gi.μN. Magnetický moment protónu a neutrónu vyjadrený v týchto jednotkách je μp = 2.793μN , resp. μn = -1.913μN.
Skutočnosť, že neutrón má nenulový magnetický moment jednoznačne poukazuje na to, že magnetický moment nukleónov a atómových jadier nie je prejavom rotácie elektrického náboja (vznik prúdovej slučky) ale je to čisto kvantovomechanický efekt. Spin a magnetický moment protónu a neutrónu sú odvodené od spinu a magnetického momentu kvarkov, z ktorých sa tieto nukleóny skladajú.
Spin a magnetický moment atómových jadier je odvodený od magnetického momentu neutrónov a protónov z ktorých sa jadro skladá. V atómových jadrách dvojice protónov a neutrónov vytvárajú zjednotené páry, ktoré majú nulový spin a nulový magnetický moment. Výsledný spin i magnetický moment jadra preto určujú nespárené nukleóny. Ak v jadre prevládajú nesparené neutróny, tak výsledný magnetický moment je záporný (jeho vektor je orientovaný opačne ako vektor spinu) a naopak ak v jadre prevládajú nespárené protóny jeho magnetický moment je kladný. Veľkosť celkového magnetického momentu jadier (hodnota g alebo γ) však závisia nielen od celkového momentu nespárených nukleónov ale aj od detailov štruktúry jadra a zatiaľ neexistuje jednoznačná teória vysvetľujúca detaily skladania magnetického momentu nukleónov v atómových jadrách.
