Können wir den Elektronenspin unabhängig von seinem magnetischen Moment messen?

Welche experimentellen Beweise haben wir für den Eigendrehimpuls des Elektrons (seinen Spin)? Mich interessiert insbesondere, ob wir dafür einen Wert haben, der unabhängig vom intrinsischen magnetischen Moment ist, und hoffentlich einen Wert für das nackte Elektron allein (dh nicht in einem System wie einem Atom).

Wie können wir den Spin messen, ohne ihn mit etwas interagieren zu lassen?
Guter Punkt, daher das "hoffentlich" ;) Etwas so Einfaches wie möglich wäre vorzuziehen, wie ein anderes Elektron oder Photon oder ein geladenes Teilchen (ich weiß, wenn Sie ein Proton wählen, wählen Sie effektiv ein Atom).

Antworten (1)

In der Quantenmechanik ist der Operator des magnetischen Moments mit dem Spinoperator verwandt durch:

μ → = − ( e M C ) S →

Mit anderen Worten, sie sind bis zu einigen bekannten physikalischen Konstanten direkt proportional. Das bedeutet, dass die Messung des Spins eines Elektrons genau gleichbedeutend mit der Messung seines magnetischen Moments ist: Wenn Sie eine der beiden Größen erhalten, multiplizieren oder dividieren Sie einfach mit einer Konstanten, um die andere zu erhalten. Mit anderen Worten, Ihre Frage entspricht "Können wir den Impuls eines Objekts unabhängig von seinem Impuls zweimal messen?"

Ein Beispiel für ein Experiment, das den Spin von Elektronen außerhalb von Atomen messen kann, ist das Stern-Gerlach-Experiment .

Wenn die Quantenmechanik korrekt ist, müssen Sie offensichtlich nur das eine messen, um das andere zu erhalten. Mir geht es mehr um die experimentelle Überprüfung, ob die von Ihnen angegebene Formel korrekt ist. In diesem Fall müssen wir messen μ Und S unabhängig. Das Stern-Gerlach-Experiment verwendet Atome.
Tatsächlich wird S durch diese Gleichung definiert. Es ist unsinnig, eine Definition experimentell zu verifizieren; Wie ich in meiner Analogie gesagt habe, wäre es so, als würde man versuchen, experimentell zu verifizieren, dass eine Größe, die Sie als doppelt so groß definieren, tatsächlich doppelt so groß ist. Das Stern-Gerlach-Experiment kann mit jeder Art geladener Teilchen durchgeführt werden, einschließlich atomloser Elektronen.
Wenn das eine Definition ist, dann macht meine Frage keinen Sinn. Können Sie eine Referenz dafür angeben, ob es sich um eine Definition handelt? Laut dem Wikipedia-Eintrag zum Stern-Gerlach-Experiment „muss angemerkt werden, dass die Beobachtung des Stern-Gerlach-Effekts mit freien Elektronen nicht durchführbar ist“
Jedes Experiment, das jemals durchgeführt wurde, bei dem der Spin gemessen oder als Parameter zur Messung von etwas anderem verwendet wurde, hat die Gleichung in meiner Antwort verwendet. Angesichts der Tatsache, dass eine Theorie nur so gut ist wie ihre Fähigkeit, Experimente vorherzusagen, können wir schlussfolgern, dass der Spin nichts anderes als ein redimensionalisiertes magnetisches Moment darstellt. Entschuldigung für das Zitieren von Stern-Gerlach; Ich habe diesen Teil des Artikels übersehen. Siehe stattdessen dieses kürzliche Experiment, das das magnetische Moment eines einzelnen freien Elektrons misst: gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/papers/2006/…
Könnten Sie einen Hinweis auf diese Tatsache geben? Ich mache mir Sorgen, dass der Spin unabhängig vom magnetischen Moment in der Atomphysik / Spektroskopie auftreten könnte. Sind Sie sicher, dass Diracs Theorie keinen von seinem magnetischen Moment unabhängigen Spin des Elektrons erzeugt? Danke für das interessante Papier.
Können wir den Elektronenspin unabhängig von seinem magnetischen Moment messen?
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