Естественные науки
Физическая интерпретация спина
Часто в популярной литературе спин интерпретируется как вращение частицы вокруг оси. Это удобно, поскольку позволяет избавиться от природы происхождения спина и связанного с ним магнитного момента. Но это объяснение - неприменимо, так как спин - квантовое свойство, исчезающее при переходе к h' -> 0, и кроме того, вращение частицы вокруг оси должно было бы происходить со сверхсветовой скоростью. То есть, можно заключить, что спин проявляется как вращение частицы вокруг оси, но не есть таковым. Или же все-таки, в силу дискретности величины спина и ее ограничения (n = 2s+1, из опыта Штерна-Герлаха n=2 => S = 1/2), то есть, невозможности вращения сколь угодно быстро, можно будет интерпретировать спин как момент импульса вращения частицы? Кто-то может ответить?
Посмотрите доказательство теоремы Нётр. Там в самом общем случае, безотносительно квантового или классического рассмотрения, показывается, что изотропность пространства связана с сохранением момента вращения. А сам момент вращения, при доказательстве этой теоремы, получается представленным в виде трех слагаемых:
1. Слагаемое связанное с переносом плотности массы из одной точки пространства в другую. Ну, например, Земля вращается вокруг Солнца, то есть переносится масса в такую точку пространства, где этой массы не было.
2. Слагаемое связанное с потоком массы, но с сохранением плотности массы. Ну, например, смерч или воронка. Также и вращение Земли вокруг оси. Плотность массы в каждой точке пространства сохраняется, но круговой поток массы имеется. Масса где была там и остается.
3. И, наконец, слагаемое, где нет ни переноса массы, ни потока массы, но тем не менее момент вращения не равен нулю. Это слагаемое интерпретируют как вращение каждой точки пространства вокруг себя. В макромире трудно подобрать пример для иллюстрации этого явления. Чисто теоретически представьте себе, что у Вас есть стакан воды и все молекулы воды вращаются вокруг вертикальной оси с одинаковой скоростью. С точки зрения обычной классической механики, такая система имеет суммарный ненулевой момент вращения. Так вот, если сделать предельный переход увеличив число молекул до бесконечности, а массу каждой молекулы устремить к нулю, то в пределе по прежнему остается ненулевой момент вращения.
Вот это третье слагаемое как раз и является спиновым, в квантовой интерпретации оно переходит в чистый спин.
Поэтому интерпретация спина как вращение частицы вокруг своей оси действительно имеет место, но только при условии, что в этой частице не происходит при этом кругового потока массы. Круговой поток массы относится ко второму слагаемому. А вот круговой поток заряда при этом вполне возможен. Отсюда и магнитный момент частицы.
Поэтому спин это все таки момент вращения частицы. Корни этого явления общие с обычным моментом вращения, при котором происходит перенос плотности или поток массы. Просто это третий вид вращения.
1. Слагаемое связанное с переносом плотности массы из одной точки пространства в другую. Ну, например, Земля вращается вокруг Солнца, то есть переносится масса в такую точку пространства, где этой массы не было.
2. Слагаемое связанное с потоком массы, но с сохранением плотности массы. Ну, например, смерч или воронка. Также и вращение Земли вокруг оси. Плотность массы в каждой точке пространства сохраняется, но круговой поток массы имеется. Масса где была там и остается.
3. И, наконец, слагаемое, где нет ни переноса массы, ни потока массы, но тем не менее момент вращения не равен нулю. Это слагаемое интерпретируют как вращение каждой точки пространства вокруг себя. В макромире трудно подобрать пример для иллюстрации этого явления. Чисто теоретически представьте себе, что у Вас есть стакан воды и все молекулы воды вращаются вокруг вертикальной оси с одинаковой скоростью. С точки зрения обычной классической механики, такая система имеет суммарный ненулевой момент вращения. Так вот, если сделать предельный переход увеличив число молекул до бесконечности, а массу каждой молекулы устремить к нулю, то в пределе по прежнему остается ненулевой момент вращения.
Вот это третье слагаемое как раз и является спиновым, в квантовой интерпретации оно переходит в чистый спин.
Поэтому интерпретация спина как вращение частицы вокруг своей оси действительно имеет место, но только при условии, что в этой частице не происходит при этом кругового потока массы. Круговой поток массы относится ко второму слагаемому. А вот круговой поток заряда при этом вполне возможен. Отсюда и магнитный момент частицы.
Поэтому спин это все таки момент вращения частицы. Корни этого явления общие с обычным моментом вращения, при котором происходит перенос плотности или поток массы. Просто это третий вид вращения.
Ну, собственно, он и определяется как момент импульса частицы в научной литературе) А уже в популярно-начных (дада, так) , рассказывается, как там электроны вращаются куда-то...
Похожие вопросы
- В чём физический смысл спина, если говорят, что он не связан ни с движением частицы как целого, ни с её вращением?
- Неправильность интерпретации спина как вращения вокруг оси
- В чём физический смысл спина?
- Геометрическая интерпретация гравитации!!
- В многомировой Интерпретации Квант-Механики каждый вариант событий реализован. Значит, где-то есть могила Гитлера?
- Представление спина (квантового спина) элементарных частиц.
- Спин. Верно ли определение?
- Что такое спин нуклона? Как представить себе дробный спин?
- пара вопросов по запрету Паули и спинам
- Каков физический механизм искривления объёма пространства Эйнштейновского физического вакуума?
Иными словами, как объяснить наличие спинового магнитного момента?
Само собой, он связан со спином. А относительно чего спин есть моментом импульса, если это не перемещение (в том числе и угловое, что в популярной литературе объясняется вращением вокруг оси) частицы?