Bedeutung von spinnen

Die drei Bedeutungen von Spin sind in der Quantenwelt äquivalent. Was der Professor meint (glaube ich) ist folgendes:

1. Der mechanische Spin ist der Eigendrehimpuls, wie Sie ihn aus den Kursen der klassischen Mechanik gewohnt sind. Wenn man versucht, den Spin des Elektrons auf diese Weise zu interpretieren, interpretiert man das Elektron normalerweise als ein sich drehendes Teilchen, das einen magnetischen Dipol entstehen lässt, was uns zur zweiten Bedeutung von Spin bringt.
2. Der magnetische Spin ist rein quantenmechanisch und wird in der nichtrelativistischen Quantenmechanik mehr oder weniger "postuliert", basierend auf der Art und Weise, wie das Teilchen mit einem externen Magnetfeld wechselwirkt. Zum Beispiel werden die Spin-1/2-Atome im Stern-Gerlach-Experiment aufgrund der Spin-Effekte in zwei mögliche Zustände aufgespalten, sie können entweder einen Spin nach oben oder nach unten haben, was zu einer Aufspaltung führt. Dies wird auch im ersten Kapitel von „Modern Quantum Mechanics“ von Sakurai und Napolitano demonstriert.
3. Spin als Klassifikation von Darstellungen der Lorentz-Gruppe ist meines Wissens die einzig wahre Bedeutung von Spin. Um dies zu erreichen, sollte man zur Feldtheorie gehen (nicht einmal die quantenmechanische Version !) und den Satz von Noether auf eine allgemeine Lorentz-Transformation anwenden, dies wird beispielsweise in Kapitel 2 von "Field Quantization" von Greiner und Reinhardt getan. Wendet man den Satz von Noether auf die Lorentz-Transformation an, erhält man einen konservierten 2-Tensor$M_{\mu\nu}$. Wenn wir uns auf die räumlichen Komponenten beschränken, scheint sich dieser Tensor in zwei unterschiedliche Beiträge aufzuspalten$M_{nl} = L_{nl}+S_{nl}$. Der Tensor$L_{nl}$hat die Form eines Kreuzprodukts aus Ort und Impuls, das ist der Drehimpuls, den wir aus der klassischen Mechanik kennen! Der Tensor$S_{nl}$hängt von den inneren Eigenschaften der Teilchen ab und wird Spin des Teilchens genannt. Wie wir sehen können, ist der Spin eine reine Folge der Lorentz-Invarianz .

Diese drei Interpretationen mögen unterschiedlich erscheinen, sind aber meines Erachtens alle drei gleichwertig. Der mechanische Spin ist eine Möglichkeit, eine klassische Interpretation zu geben. Während der magnetische und der repräsentationale Spin beide gleich sind (so scheint es aus den Quantenfeldtheorien). Achtung, obwohl die drei Darstellungen gleichwertig sind, sollten die drei nicht unbedingt nebeneinander existieren! Dies zeigt der Spin des Photons.

Für den Fall des Photons zum Beispiel:

Das Photon hat zwei Polarisationen, wenn wir die beiden linearen Polarisationen nehmen und sie kombinieren, können wir zwei verschiedene zirkulare Polarisationen erhalten. Diese zirkulare Polarisation ergibt den mechanischen Spin .

Die magnetische Polarisation für ein Photon existiert nicht. Dies liegt daran, dass Photonen nicht interagieren und daher nicht an das elektromagnetische Feld koppeln.

Bei Wechselwirkungen ist das Photon in der Lage, seinen Impuls auszutauschen, bei Wechselwirkung mit anderen Teilchen hat es auf diese Weise eine Spin-1-Interpretation .

Darstellungen der Lorentz-Gruppe geben Ihnen die richtige Definition für Spin.

Das magnetische Moment des Spins ist nur für geladene Teilchen von Bedeutung.

Die Spin-Orbit-Wechselwirkungskopplung beruht auf "elektromagnetischer Wechselwirkung zwischen dem Spin des Elektrons und dem Magnetfeld, das durch die Umlaufbahn des Elektrons um den Kern erzeugt wird".

Spin ist eine Eigenschaft von Teilchen. Der Spin modelliert das Elektron dort, wo seine Einbauten interagieren können. Da das Elektron der Ladungsträger ist, kann es eigentlich nichts anderes verwenden. Der Spin ermöglicht auch detaillierte Modelle der Materie, wie die Schrödinger-Gleichung, um die spezielle Relativitätstheorie zu berücksichtigen, bei der es sich um Massenänderungen handelt, wenn sich die Massengeschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert. Es ist hilfreich, genau zu definieren, was ein Partikel ist:

1. Teilchen sind alles mit einem bestimmten Anfang und einem bestimmten Ende
2. Die Interna von Partikeln können sich ändern, ohne ihre Äußerlichkeiten zu ändern
3. Interna können als Interaktionsmedium dienen, ohne dass sie sich gegenseitig oder einen Vermittler kontaktieren.

Messungen sowohl auf kosmischer Ebene, wie scheinbar variable Mondumlaufbahnen des Jupiters von der Erde, als auch auf Partikelebene, wie Beugungsmuster von Licht oder die Latenz eines elektrischen Stroms, stimmen sehr gut überein. Darunter versteht man das Mindestmaß an Wechselwirkung mit einem Partikel, um eine Veränderung der äußeren Eigenschaften des Partikels hervorzurufen.

Wenn Sie ein diskretes Minimum haben und nicht ewig hineinzoomen können, müssen Modelle geändert werden. Newtons zweites Gesetz muss umgeschrieben werden. Die Masse muss sich auf einen Bereich dieser diskreten Minima verteilen und dort verweilen, wie die Schrödinger-Gleichung.

Es erfordert auch etwas Arbeit, um zu identifizieren, was genau ein Partikel ist, was einen diskreten Anfang und ein diskretes Ende hat:

1. Das Modell des Elektrons kann nicht mehr stetig sein. Es muss diskrete Schritte haben, einen bestimmten Anfang und ein Ende, wie das Bohr-Modell. Das Atom sucht das Elektron nicht nur in dem, womit es interagiert, sondern in der Umgebung mit einem Magnetfeld. Dieses Elektron hat also einige Komplexitäten, die mit seiner Fähigkeit verbunden sind, mit seinen eigenen Interna zu agieren.
2. Einem Photon fehlt dieses Sekundärfeld. Stich ein Loch in einen Ofen mit etwas glühend Heißem und breche dieses Licht. Die Lichtbänder haften in einem Temperaturbereich. Das ist ein Teilchen, ein diskreter Anfang und ein diskretes Ende der Temperatur, um diese Bänder zu ändern. Hinter dieser Hitze steckt nichts anderes als Magnetismus für das Elektron.

Spin ist ein veralteter Begriff, als sie dachten, das Elektron sei ein kleines Stück Material, das sich dreht. Ähnliches Konzept, intrinsische Energie, aber es ist eine Darstellung des Atoms, das seine eigenen Einbauten verwendet, um zu interagieren oder Wärme zu übertragen, als ob es eine leitfähige Oberfläche oder ein konvektives Medium gäbe.