Wenn Elektronen einen negativen Spin von 1/2 haben, haben dann alle Teilchen auch die Fähigkeit, einen negativen Spin zu haben?

In der Quantenmechanik ist Spin eine Art Drehimpuls, der einem Teilchen innewohnt. Wie beim normalen Drehimpuls gibt es in der Quantenwelt zwei Zahlen, die den Spin eines Körpers beschreiben, die wir benennen$s$und$m_s$.$s$können ganze Zahlen oder halbe ganze Zahlen sein, je nachdem, was Sie zu beschreiben versuchen, und$m_s$ist eine ganze oder halbe ganze Zahl, die Werte von annimmt$-s$zu$s$, mindestens abweichend$1$.

Der in diesen Partikellisten, die Sie sich ansehen, angegebene Spinwert ist der$s$-Wert, der Ihnen die Größe des Spinvektors eines Partikels durch die Beziehung angibt$\sqrt{s(s+1)}$, die aus der Quantenmechanik abgeleitet werden kann. Dies ist der immer angegebene Wert für den Spin eines Teilchens.

Die$+\frac{1}{2}$und$-\frac{1}{2}$sind die Werte von$m_s$und sie sind die Komponenten des Spins entlang einer Achse, normalerweise der z-Achse.

Dies ist ein Fall, in dem unsere Verwendung des Wortes „Spin“ etwas schlampig ist. Wir verwenden es, um sowohl die Spinquantenzahl zu beschreiben, die für Elektronen 1/2 ist, als auch um die Komponente des Spinvektors entlang der z-Achse zu beschreiben, die für Elektronen entweder +1/2 oder -1/2 sein kann. Aus dem Kontext ist normalerweise ersichtlich, welche dieser beiden Verwendungen gemeint ist, aber es kann für einen Anfänger verwirrend sein. In einem Fall beziehen wir uns auf den Eigenwert des Spinoperators zum Quadrat ($S^2|>=s(s+1)|>$) und im anderen Fall zum Eigenwert der z-Komponente des Spinoperators ($S_z|>=s_z|>$). Für Elektronen$s=1/2$während$s_z=1/2, -1/2$.

Dein dritter Satz ist richtig. Die in den meisten Referenzen angegebene Zahl ist die Größe des Spins, während die "Richtung" positiv oder negativ sein kann.

Der Grund, warum ich die Richtung oben in Anführungszeichen gesetzt habe, ist, dass sie nur eine tatsächliche räumliche Richtung relativ zu einem externen Feld wird. Spin ist ein internes magnetisches Moment, das viele (aber nicht alle) Teilchen besitzen, und das Vorzeichen bezieht sich auf seine Reaktion in einem externen Feld: Positiver Spin bedeutet, dass es in Richtung eines externen Felds geschoben wird, während negativer Spin bedeutet, dass es hineingeschoben wird die andere Richtung.

Außerdem muss Spin nicht unbedingt sein$\frac{1}{2}$; Tatsächlich kann jede ganze oder halbe ganze Zahl funktionieren. Beispielsweise haben Mesonen den Spin 0 oder 1, reagieren also entweder gar nicht oder doppelt so stark auf ein Magnetfeld. Deltateilchen haben einen Spin$\frac{3}{2}$, daher erfahren sie manchmal die dreifache Kraft wie ein Elektron.