Gibt es Aufzeichnungen über eine bosonische Stern-Gerlach-Messung?

Ich kann anscheinend keinen Peer-Review- (oder anderen) Verweis auf ein Stern-Gerlach-Experiment mit ganzzahligem Spin finden. Es sollte nicht zu schwer sein: Finden Sie einfach Ihr freundliches Deuterium-Ion in der Nachbarschaft und schießen Sie es durch einen Stern-Gerlach-Magneten.

Kann man ein photonisches Stern-Gerlach-Experiment konzipieren, also eine räumliche Trennung von Polarisationszuständen? Man sollte in diesem Fall auch nur zwei Zustände sehen, da der Spin-0-Photonenzustand für EM-Wechselwirkungen "reserviert" ist (dies ist vielleicht eine zu einfache Aussage, aber so verstehe ich es derzeit).

EDIT Es scheint, dass einige von Ihnen die Frage missverstehen: Ich frage nach einem Stern-Gerlach-ähnlichen Experiment, bei dem Spinzustände aufgeteilt wurden, und im weiteren Sinne nach der senkrechten Natur von nicht pendelnden Messungen. Also nur das Konzept des SG-Experiments, wie es ausführlich in einführenden QM-Lehrbüchern wie Sakurai beschrieben wird.

Weeeeeeid, an genau diese Frage dachte ich erst vor ein paar Stunden. Für das, was es wert ist, zieht diese Diskussion in den Physikforen eine interessante Parallele zwischen Stern-Gerlach und Doppelbrechung.

Antworten (2)

Mit Licht kann man durchaus ein entsprechendes Experiment machen. Tatsächlich ist es bei weitem der einfachste Weg. Anstelle eines Magnetfelds würden Sie einen polarisierenden Strahlteiler verwenden, um die beiden Zustände zu trennen, der, wie der Name schon sagt, ein Würfel ist, der Licht einer Polarisation reflektiert und Licht der anderen Polarisation durchlässt. Um ein Stern-Gerlach-ähnliches Experiment durchzuführen, braucht man nur eine polarisierte Photonenquelle, ein paar dieser Würfel und ein paar Halbwellenplatten, um die Photonenpolarisation zu ändern, und dann einen Photonendetektor, der die Ausgänge betrachtet.

Dies würde normalerweise nicht als Stern-Gerlach-Experiment bezeichnet, das spezifisch für die Verwendung eines Magnetfelds zur Trennung von Teilchen mit magnetischen Momenten ist, aber die Mathematik, die es beschreibt, ist dieselbe, ebenso wie die grundlegende Lektion, dass der Drehimpuls quantisiert und gemessen wird verschiedene Richtungen pendeln nicht.

Was Atome betrifft, so fand eine schnelle Suche ein Stern-Gerlach-ähnliches Experiment mit nicht nur einzelnen Atomen, sondern einem BEC: http://www.uibk.ac.at/exphys/ultracold/projects/rubidium/rb87bec/ Ich kann nicht Finden Sie sofort ein Einzelatom-Experiment mit Rubidium, aber ich wette, es ist da draußen, wenn Sie sich umsehen.

Wenn Sie es nicht mit einem Magnetfeld machen, dann ist es nicht analog zum Stern-Gerlach-Experiment.
Nun, ich weiß nicht, was ich sagen soll, außer dass ich völlig anderer Meinung bin. Für mich ist das so, als würde man sagen, dass es nicht wie das Stern-Gerlach-Experiment ist, es sei denn, es verwendet Silberionen. Der Grund, warum wir SG untersuchen, ist, dass es Drehimpulsquantisierung und Nichtkommutativität von Messungen zeigte; dass dies ursprünglich mit einem Magnetfeld geschah, ist nebensächlich.
Das Stern-Gerlach-Experiment ist berühmt dafür, zwischen der klassischen Verteilung von Drehimpulsen und Quanteneins zu unterscheiden. Ihr vorgeschlagener Aufbau mit Strahlteiler ergibt a priori zwei Strahlen, ohne dass einer prüfen kann, ob der Drehimpuls des Photons quantisiert ist.
@Ruslan Ja, das ist wahr. Um ehrlich zu sein, hat sich mein Denken zu diesem Thema im Laufe der Jahre so verändert, dass ich erwäge, diese Antwort zu löschen. Ich glaube, ich habe mich zu sehr von den formalen Ähnlichkeiten zwischen dem Fall von Licht- und Materieexperimenten (im einfachsten möglichen Modell) mitreißen lassen und wichtige Unterschiede wie den von Ihnen erwähnten vernachlässigt.
Andererseits wäre ein Experiment wie science.sciencemag.org/content/319/5864/787 ein besserer Vergleich, bei dem unterschiedliche Lichtpolarisationen in einem Medium getrennt werden. Aber das müsste ich mir noch genauer anschauen...

Photonen sind Eichbosonen, sie haben keinen Spin oder magnetische Momente!

Für Elektronen, Bose/Fermi-Atome in einem Magnetfeld, haben wir die Energie

E ( r ) = μ ⋅ B ( r )
wo μ ist das magnetische Moment.

Daher haben wir Kraft aufgrund des Gradienten des Magnetfelds,

F = − ∇ E ( r ) = − μ ∇ B ( r )
was den Stern-Gerlach-Effekt erzeugt. Sie können davon keine "photonische Version" aufschreiben.

Photonen haben Spin, aber sie haben keine magnetischen Momente, weil Photonen nicht direkt an Photonen koppeln.
In der Literatur wird er als Bahndrehimpuls oder Polarisation bezeichnet, aber nicht als Spin.
Nicht in der Literatur, die ich lese (zB die meisten Bücher über Teilchenphysik). Wie auch immer, solange klar ist, dass Photonen keine Objekte mit Spin 0 sind, müssen wir uns nicht über die Terminologie streiten.
Ja, du hast recht. Eichbosonen sind Spin-1-Teilchen. Aber ich meine, im Kontext der Atomphysik übertragen Photonen nur Bahndrehimpulse auf Elektronen. Es ist ein wichtiger Begriff.
Natürlich arbeitet Stern-Gerlach nicht mit Photonen. Bei Deuterium ist dies jedoch der Fall, und die Verbindung von @Richard ist mit der Doppelbrechung in Kristallen verknüpft, die Photonen pro Spinzustand räumlich trennt .
Und Orbital Angular Momentum ist überhaupt kein Spin. Mit einem langen Schuss.
Photonen sind Eichbosonen, sie haben keinen Spin oder magnetische Momente! Die Tatsache, dass das magnetische Moment Null ist, folgt nicht direkt aus der Tatsache, dass es sich um Eichbosonen handelt. Das Z-Boson hat ein magnetisches Moment.
Gibt es Aufzeichnungen über eine bosonische Stern-Gerlach-Messung?
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