Jemand hier hat kürzlich angemerkt, dass „die Spin-Statistik-Sache kein Problem ist, es ist ein Theorem (eine nachweislich gültige Behauptung), und es sollte nicht angesprochen werden, es sollte verstanden und gefeiert werden. “
"Spin-Statistiken" ist natürlich die Kurzform, um auf eine äußerst merkwürdige Tatsache über das Universum Bezug zu nehmen, nämlich diese: Wenn ein Teilchen irgendeinen Typs einen "Spin" hat, der in ganzen Einheiten des quantisierten Drehimpulses gemessen wird, ist es ein Boson, eine Gruppe, die energieähnliche Kraftteilchen wie Photonen umfasst. Wenn sein Spin jedoch (ziemlich seltsam) um eine halbe Einheit versetzt ist, ist es stattdessen ein Fermion, das die Teilchen enthält, die den Raum einnehmen und aus denen die meisten gewöhnlichen Materien bestehen.
Die Regel ist sehr einfach. Die Erklärung dafür ist wohl etwas komplizierter.
Ich finde es faszinierend, dass Nobelpreisträger Richard Feynman sich jahrzehntelang Sorgen um dieses einfache Theorem gemacht hat, aber er schien nie eine Erklärung dafür zu finden, die ihn wirklich zufriedenstellte. Es war kein Mangel an mathematischen Erklärungen, sollte ich anmerken. Das lag daran, dass Feynman fest an eine ziemlich einfache Suchheuristik glaubte: Sehr einfache Beziehungen sollten im Allgemeinen auch einfache, leicht zu vermittelnde Erklärungen haben.
Leider schien mir Feynmans letzter Versuch, die Spin-Statistik zu erklären, in seiner Dirac-Vorlesung immer eine seiner am wenigsten klaren Darlegungen aller Zeiten. Ich bin mir ziemlich sicher, dass Feynman seinen Vortrag selbst so beurteilt hätte, da er dazu neigte, ziemlich brutal in Selbstkritik zu sein, wenn es um Klarheit der Erklärung ging.
(Ich denke, in dieser Beobachtung steckt übrigens ein interessanter Familieneinblick: Richard Feynmans wissenschaftlich veranlagter Vater hoffte immer, dass sein Sohn, der die Ausbildung erhalten hatte, die er nie bekommen konnte, ihm eines Tages all diese kleinen physikalischen Rätsel erklären würde. Die Der junge Richard nahm diese Pflicht sehr ernst und gab sie nie wirklich auf, selbst gegen Ende seines eigenen Lebens.)
Also, meine Frage und Herausforderung: Wie geht es allen heutzutage bei Feynmans Spin-Statistik-Challenge?
Haben Sie, lieber Leser, eine wirklich einfache Erklärung dafür in der Hand, warum Ganzspin-Teilchen immer Bosonen zu sein scheinen und solche mit Halbspin-Offsets immer Fermionen zu sein scheinen?
Ich frage nicht nach gewundenen Gürteln und Weingläsern (bitte nein! ), noch frage ich nach etwas Mathefreiem ... obwohl ich denke, dass jeder, der versucht, diese Frage zu beantworten, sich zuerst ansehen sollte, wie Feynman selbst mit komplexen Zahlen in seiner umgeht Buch QED . Was ich verlange , ist Einsicht, die Art von Erklärung, die den Leser innehalten und denken lässt, wow, das ist es natürlich, warum habe ich es nicht wie vorher gesehen?
Also, irgendjemand? Ich werde diesem wahrscheinlich keinen expliziten Bonus geben, aber wenn jemand eine Erklärung liefern kann, die alle +1 von den Socken haut, garantiere ich, dass ich mindestens ein paar hundert Punkte zu diesem Gesamtkonsens beitragen werde.
Der einfachste mir bekannte Beweis des Spin-Statistik-Theorems wird in den beiden Videos auf http://www.motionmountain.net/videos.html gezeigt. Ein Video zeigt das Spin 1/2-Verhalten, das andere Video zeigt, dass das Fermion-Verhalten automatisch folgt .
aignas
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Terry Bollinger
TMS
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JKL
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Knzhou
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oh willeke