Я читаю Введение в квантовую механику, 1-е издание Дэвида Дж. Гриффитса, и у меня есть пара вопросов по этому разделу на странице 160.
Вращающаяся заряженная частица представляет собой магнитный диполь. Его магнитный дипольный момент пропорциональна его спиновому угловому моменту S :
константа пропорциональности называется гиромагнитным отношением .
Принимая магнитный дипольный момент за вектор в , что S имеет в виду? Я еще не видел ни одного вектора в определяется в тексте как спиновый угловой момент, только спиноры, которые дают общее состояние, например, частицы со спином 1/2 как
Раздел продолжается:
Когда магнитный диполь помещается в магнитное поле , он испытывает крутящий момент, , что имеет тенденцию выстраивать его параллельно полю (точно так же, как стрелка компаса). Энергия, связанная с крутящим моментом, равна
поэтому гамильтониан вращающейся заряженной частицы, покоящейся в магнитном поле , становитсягде является подходящей спиновой матрицей.
Каков математический смысл этого скалярного произведения вектора в с матрицей 2x2 (в случае спина 1/2)?
является спиновым оператором. Это векторный оператор, действующий на спиноры. Он будет состоять из трех компонентов и, например, если вы возьмете в качестве оси измерения вращения, вы определяете вращение вверх и вниз как два собственных состояния .
Можно показать, что в матричной форме пропорциональна матрице Паули .
Окончательно, . Обратите внимание, что в матричной форме каждый компонент это матрица, так это матрица тоже.
Любош Мотл