Читая «Вселенная в двух словах» Стивена Хокинга, я наткнулся на пример карт и на то, как он использовал их для объяснения концепции вращения, фермионов и бозонов. Там он определил «Спин» как количество оборотов, необходимых частице, чтобы вернуться в свое исходное состояние и «выглядеть» точно «то же самое». Но поскольку электрон — элементарная частица, как мы должны определить ось, вокруг которой он вращается? Я пытался рассуждать с этим, но не смог. Кто-нибудь может мне помочь?
Там он определил «Спин» как количество оборотов, необходимых частице, чтобы вернуться в свое исходное состояние и «выглядеть» точно «то же самое». Но поскольку электрон — элементарная частица, как мы должны определить ось, вокруг которой он вращается? Я пытался рассуждать с этим, но не смог. Кто-нибудь может мне помочь?
см. статью в Scientific American-
«Когда определенные элементарные частицы движутся через магнитное поле, они отклоняются таким образом, что это предполагает, что они обладают свойствами маленьких магнитов. В классическом мире заряженный вращающийся объект обладает магнитными свойствами, очень похожими на те, что демонстрируют эти элементарные частицы. Физики любят аналогии, поэтому и элементарные частицы описывали с точки зрения их «спина».
«К сожалению, аналогия не работает, и мы пришли к пониманию того, что представление об электроне как о маленьком вращающемся объекте вводит в заблуждение. Вместо этого мы научились просто принимать наблюдаемый факт, что электрон отклоняется магнитным полем. Если настаивать на образе вращающегося объекта, то возникают настоящие парадоксы: в отличие, например, от брошенного мяча, спин электрона никогда не меняется и имеет только две возможные ориентации. а протоны — это твердые «объекты», которые могут «вращаться» в пространстве, что само по себе трудно поддерживать, учитывая то, что мы знаем о правилах квантовой механики. Однако термин «спин» все еще остается».
Профессор Хокинс также пытался объяснить, как можно смотреть на различные спиновые состояния элементарной частицы, и использовать для этого аналогии, которые помогают в построении картины. Подобные особенности имеют цветовые состояния кварков или ароматы , связанные с кварками.
Спин послужил прототипом для других, еще более абстрактных понятий, которые, казалось бы, обладают математическими свойствами углового момента, но не имеют простого классического аналога. Например, изотопический спин используется в ядерной физике для представления двух состояний «нуклона» — протона и нейтрона. Точно так же кварки имеют изоспины «вверх» и «вниз» — имена, данные двум кваркам, составляющим обычную материю. Вращательная симметрия пространства и времени обобщается, чтобы включить симметрии в более абстрактных «внутренних» измерениях, в результате чего большая часть сложной структуры микромира может рассматриваться как результат нарушения симметрии, глубоко связанная с идеями, описывающими спонтанное образование. структура в макромире.
Эти термины «вращение», «цвет», «аромат», хотя и широко используются как термины вне области «физики», не несут своего обычного значения.
Анна В