Как может «спин» частицы указывать направление, противоположное ее магнитному моменту?

Я пытаюсь понять концепцию магнитного момента частицы как «положительного» или «отрицательного»...

Насколько я понимаю, отрицательный магнитный момент означает, что собственный «спин» частицы направлен в направлении, противоположном ее магнитному моменту... Но что это означает с точки зрения «наблюдаемых» свойств?

Квантовый «спин» был открыт Штерном и Герлахом, когда они обнаружили, что частицам присущ магнитный момент, так что... Спин частицы ЕСТЬ, прежде всего, ее магнитный момент...

Редактировать: PS: Как это относится к нейтронам, которые не имеют заряда, но имеют «отрицательный» магнитный момент? Как он может быть «антипараллелен» по сравнению с протоном?

Итак, как частица может иметь «направление» к своему магнитному моменту в первую очередь и как оно может быть противоположно присущему ей угловому моменту (спину)?

Ответы (2)

Предположим, что ваша «частица» на самом деле является положительно заряженной сферой. Вращайте сферу вокруг некоторой оси, и движущиеся заряды создают магнитное поле. Вы можете использовать закон Био-Савара, чтобы выяснить, что направление магнитного поля вдоль оси вращения будет параллельно угловому моменту.

Переключитесь на отрицательно заряженную сферу, и вы измените соотношение между направлением вращения и направлением тока. Для отрицательно заряженной вращающейся сферы магнитное поле вдоль оси вращения антипараллельно вектору углового момента. Именно это мы имеем в виду, когда говорим, что частица имеет отрицательный магнитный момент.

(«Вращающаяся заряженная сфера» — не очень хорошая модель квантово-механического спинора, но в данном случае она работает.)

Как это относится к нейтронам, которые не имеют заряда, но имеют «отрицательный» магнитный момент? Как он может быть «антипараллелен» по сравнению с протоном?
Земля электрически нейтральна и имеет отрицательный магнитный момент. Вектор углового момента Земли параллелен ее оси вращения и указывает на север; Магнитное поле Земли покидает планету в Антарктиде и возвращается вблизи Арктики. (В средних широтах обратное поле диполя указывает на север, поэтому компасы работают именно так.) Знак магнитного момента связывает направление поля и направление вращения. Общий электрический заряд — это лишь один из нескольких способов, с помощью которых вращающийся объект может генерировать магнитное поле; это удобство правила правой руки, чтобы знаки работали правильно.

Если вращающееся тело имеет одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов --- так что общий заряд равен нулю --- и отрицательный заряд находится дальше от оси вращения, чем положительный заряд, то результирующий магнитный момент указывает в направлении, противоположном направлению спина.