Beim Lesen von „The Universe in a Nutshell“ von Stephen Hawking bin ich auf das Beispiel von Karten gestoßen und wie er sie verwendet hat, um das Konzept von Spin, Fermionen und Bosonen zu erklären. Dort definierte er „Spin“ als die Anzahl der Umdrehungen, die ein Teilchen benötigt, um seinen ursprünglichen Zustand wiederzuerlangen und genau „auszusehen“. Aber da das Elektron ein Elementarteilchen ist, wie sollen wir dann eine Achse definieren, um die es sich dreht? Ich versuchte, damit zu argumentieren, konnte es aber nicht. Kann mir jemand helfen?
Dort definierte er „Spin“ als die Anzahl der Umdrehungen, die ein Teilchen benötigt, um seinen ursprünglichen Zustand wiederzuerlangen und genau „auszusehen“. Aber da das Elektron ein Elementarteilchen ist, wie sollen wir eine Achse definieren, um die es sich dreht? Ich versuchte, damit zu argumentieren, konnte es aber nicht. Kann mir jemand helfen?
siehe einen Artikel in Scientific American-
„Wenn sich bestimmte Elementarteilchen durch ein Magnetfeld bewegen, werden sie auf eine Weise abgelenkt, die darauf hindeutet, dass sie die Eigenschaften kleiner Magnete haben. In der klassischen Welt hat ein geladenes, rotierendes Objekt magnetische Eigenschaften, die denen dieser Elementarteilchen sehr ähnlich sind Physiker lieben Analogien, also haben sie auch die Elementarteilchen mit ihrem „Spin“ beschrieben.
„Leider bricht die Analogie zusammen, und wir haben erkannt, dass es irreführend ist, ein Bild des Elektrons als kleines sich drehendes Objekt heraufzubeschwören. Stattdessen haben wir gelernt, einfach die beobachtete Tatsache zu akzeptieren, dass das Elektron magnetisch abgelenkt wird Wenn man auf dem Bild eines sich drehenden Objekts beharrt, dann ergeben sich echte Paradoxien: Anders als beispielsweise bei einem geworfenen Softball ändert sich der Spin eines Elektrons nie und es hat nur zwei mögliche Ausrichtungen und Protonen feste ‚Objekte‘ sind, die im Raum ‚rotieren‘ können, ist angesichts dessen, was wir über die Regeln der Quantenmechanik wissen, selbst schwer aufrechtzuerhalten. Der Begriff ‚Spin‘ bleibt jedoch bestehen.“
Professor Hawkins versuchte auch zu kommunizieren, wie man die verschiedenen Spinzustände eines Elementarteilchens betrachten kann, und zu kommunizieren, dass man Analogien verwendet, die beim Aufbau eines Bildes helfen. Ähnlich verhält es sich mit Farbzuständen von Quarks oder mit Quarks assoziierten Flavors .
Der Spin diente als Prototyp für andere, noch abstraktere Begriffe, die die mathematischen Eigenschaften des Drehimpulses zu haben scheinen, aber kein einfaches klassisches Analogon haben. Beispielsweise wird der Isotopenspin in der Kernphysik verwendet, um die beiden Zustände eines „Nukleons“, des Protons und des Neutrons, darzustellen. In ähnlicher Weise werden Quarks als Isospin „oben“ und „unten“ gepaart, das sind die Namen, die den beiden Quarks gegeben wurden, aus denen gewöhnliche Materie besteht. Die Rotationssymmetrie von Raum und Zeit wird verallgemeinert, um Symmetrien in abstrakteren „inneren“ Dimensionen einzuschließen, mit dem Ergebnis, dass ein Großteil der komplexen Struktur der Mikrowelt als Ergebnis einer Symmetriebrechung angesehen werden kann, die tiefgreifend mit Ideen verbunden ist, die die spontane Bildung von beschreiben Struktur in der Makrowelt.
Diese Begriffe „Spin“, „Farbe“, „Geschmack“ haben, obwohl sie allgemein als Begriffe außerhalb des Bereichs „Physik“ verwendet werden, nicht ihre übliche Bedeutung.
anna v