Spin

Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Mikä on spin?

Spiniä kuvataan pyörivän pallon ominaisuutena myös kvanttimekaniikassa, mutta onko sillä oikeastaan mitään tekemistä pallomaisuuden kanssa. Jos kyse on enemmänkin toisiinsa kietoutuneiden kenttien silmukoista, jotka sitten vain ilmenevät eri tasioissa eri tavoin.

Tällä tavalla voisi ehkä lomittuneita hiukkasia ja niiden käyttäytymistäkin hahmottaa ilman sumeaa logiikkaa. Eli eri kentät käyttäytyisivät eri tasoissa eri tavoin, synergiassa toistensa kanssa.

Tässä on taustalla vähän sellainenkin ajatus, että lomittunut hiukkanenhan ei alunperinkään ollut mitään olematonta vaan sillä oli joku energeettinen arvo. Myös noilla jakautuneilla hiukkasilla täytyy olla yhtä suuri kokonaisarvo. Kun käytetään arvoja +1 ja -1, niisä saadaan nolla, mutta eihän meillä tilanne alunperin ollut nolla vaan jotain olevaista.

Toki pyörimismäärä voi olla nolla, mutta silloin täytyisi olla potentiaali olla nollasta poikkeava, jos hiukkasten nopeudet ovat identtiset muuten.

Sivut

Kommentit (23)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
tietää
http://en.wikipedia.org/wiki/Spin_(physics)

Näyttää yllättävän monitahoiselta asialta.


Tarkennetaan nyt sitten sen verran, että kyse on massattomien hiukkasten spinistä, jos se ei käynyt olevasta ilmi.

Siis sillä hiukkasella pitäisi olla joko kaksiarvoinen spin tai vaihtoehtoisesti yksiarvoinen spin ja yksiarvoinen potentiaali (tai kaskiarvoinen potentiaali, mutta sitähän en tässä käsittele). Jotta tila voisi olla nollan suhteen kaksijakoinen jokaisella hiukkasella.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Tuli mieleen "huima" skenaario, entäpä jos valokvantti (fotoni) onkin kupla sähkömagneettisessa kentässä ja varsinainen energia on sen sähkömagneettisen kentän pyörre sen kuplan ympäristössä (näin ollen fotoni on myös massaton).

Tällä tavoin voisi selittää myös kvantittumisilmiön, muutos sähkömagneettisessa kentässä aiheuttaisi muutoksen myös toisen "lomittuneen" parin ympäristössä.

Kupla kenttäpyörteineen (sähkö- ja magneettikentän vaihtelu) voisi edetä vain valon nopeudella kenttien välisen vuorovaikutuksen seurauksena, mutta muutos koko kentän alueella voisi edetä nopeammin. Oikeastaan pitäisi puhua kentän tilan muutoksesta, kuin muutoksen etenemisestä. Eli kenttä itsessään muuttuu, ei vaadita sm-vaihtelua joka etenee nopeudella c kenttien välisten vuorovaikutusten perusteella.

Kenttämuutokset kuplan ympärillä olisivat kvantittuneita eli blancin vakion monikertoja. Mielenkiintoista nimittäin on, että tähän sopisi hyvin tuo 2*pii mukaan kuvioon. Se kun sattuu olemaan säteen ja ympyrän kaaren suhde . Kuplan koko määräytyisi siis planckin vakion monikertojen mukaan, kuplan ympärille sopisi aina tietty kertaluku noita sm-pyörteen perusyksiköitä. Spin taas määräytyisi näiden orientoitumisen perusteella.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5210
Liittynyt26.3.2005

"Mathematically, quantum mechanical spin is not described by a vector as in classical angular momentum. It is described using a family of objects known as spinors. There are subtle differences between the behavior of spinors and vectors under coordinate rotations. For example, rotating a spin-1/2 particle by 360 degrees does not bring it back to the same quantum state, but to the state with the opposite quantum phase; this is detectable, in principle, with interference experiments. To return the particle to its exact original state, one needs a 720 degree rotation!"

Kaikki "klassiset" tai sinnepäin olevat selitykset spinistä ovat vain allegorioita, eikä niitä tulisi ottaa turhan vakavasti (ei ainakaan teorian perustaksi). Eihän pistemäisellä (siis dimensiottomalla) hiukkasella tietenkään voi olla spatiaalista akselia tai pintaa spinin toteamiseksi.

Siinä David on oikeassa, että emme tosiaan tiedä varmasti mitä spin tarkoittaa, emmekä liioin mitä isospin jne (muutoin kuin että kvanttimekaaniset laskut tuottavat oikeat tulokset). Tilanne on sama kaikkien kvanttiominaisuuksien kohdalla, myös esim varausten. Emme tiedä mitä varaus tarkoittaa.

Vierailija

Mikäli oikein muistan spinit otettiin käyttöön aikanaan kun NMR-spektreissä havaittiin silloin vielä selittämättömiä piikkien "kahdentumisia/jakaantumisia". Silloiset teoriat taisivat ennustaa voin yhden piikin ja mukaan otettiin hiukkasten pyöriminen asian selittämiseksi. Mitään ihan tavalista pyörivää liikettä ihan tavallisessa 3D avaruudessa spini ei toisin kuvaa sillä jos muistelen oikein niin spinin arvolla 1/2 (vai olikohan se 2) hiukkasen pitäisi pyörähtää pari kertaa ympäri, jotta se näyttäisi taas saman moiselta kuin pöyrähtämisen alussa. Useampi ulotteisessa avaruudessa tuo ei tosin olisi temppu eikä mikään.

Niin, mikähän se spini sitten on ?

edit. kappas lentotaidoton ehtikin jo mainita tuon 1/2 spin jutun...

Vierailija

maan läheisesti kuvattuna:

maa pyörii akselinsa ympäri ja siitä syntyy joku momentti (oliko se hitaus vai massa momentti. tälle maan momentille voidaan antaa arvo ja se olisi maan spin
Hiukkasille spin tarkoittaa samaa momenttia, mutta HIUKKASET EIVÄT PYÖRI AKSELINSA YMPÄRI. mistä tämä hiukkasten momentti tulee? sitä en tiedä.
Jos kaikille aurinkokunnan planeetoille annetaa spin luku niin se olisi kaikilla erilainen.. hiukkasilla niitä on vain rajatusti, johtuen siitä että hiukkasia (etenkin subatomi kokoisia) on rajallinen määrä.
Spinejä on kahta lajia koko (0,1,2...) ja puoli lukuja (1,5;1,1/3 jne) puoliluvut olivat muistaakseni bosoneja (välittäjähiukkasia) ja koko luvut fermioneja (protoni neutroni jne) HUOM se saattoi olla toisinkin päin.
Muuta en itse osaa spinistä sanoa

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Lentotaidoton

Kaikki "klassiset" tai sinnepäin olevat selitykset spinistä ovat vain allegorioita, eikä niitä tulisi ottaa turhan vakavasti (ei ainakaan teorian perustaksi). Eihän pistemäisellä (siis dimensiottomalla) hiukkasella tietenkään voi olla spatiaalista akselia tai pintaa spinin toteamiseksi.

Ei ehkä pintaa varsinaisesti, mutta kenttätiheyden muutoksia "rajatulla" alueella kuitenkin. Rajatulla alueella tarkoitan tietyn raja-arvon ylittävää kentän voimakkuutta eli tiheyttä.

Lentotaidoton

Siinä David on oikeassa, että emme tosiaan tiedä varmasti mitä spin tarkoittaa, emmekä liioin mitä isospin jne (muutoin kuin että kvanttimekaaniset laskut tuottavat oikeat tulokset). Tilanne on sama kaikkien kvanttiominaisuuksien kohdalla, myös esim varausten. Emme tiedä mitä varaus tarkoittaa.

Emme, mutta käyttäytymisen tiedämme melko tarkkaan. Tämä käyttäytyminen on kuvattavissa 3-ulotteisesti. Mielestäni ei myöskään pitäisi olla mahdotonta kuvata fotonien käyttäytymistä kolmiulotteisesti, eri asia sitten on miten monimutkaisen kuvauksen se vaatisi.

Komiulotteisessa maailmassa tässä ainakin muuten pääosin oleskellaan. On outoa jos kaikkea ei voida kuvata sellaisen ympäristön mukaisena, minkä normaalisti havainnoimme.

hmk
Seuraa 
Viestejä867
Liittynyt31.3.2005
hudum
Mikäli oikein muistan spinit otettiin käyttöön aikanaan kun NMR-spektreissä havaittiin silloin vielä selittämättömiä piikkien "kahdentumisia/jakaantumisia".

Itse asiassa spiniä ehdotti ensimmäisenä Wolfgang Pauli 1920-luvun puolivälissä, jotta tietyissä emissiospektreissä havaittu silpoutuminen voitaisiin selittää. NMR kehitettiin vasta 20 vuotta myöhemmin.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Vierailija
redeemer9: "Hiukkasille spin tarkoittaa samaa momenttia, mutta HIUKKASET EIVÄT PYÖRI AKSELINSA YMPÄRI. mistä tämä hiukkasten momentti tulee?"

Mistä sellainen käsitys tulee, että hiukkaset eivät pyöri akselinsa ympäri? Tai mitä etua sellaisella selityksellä olisi?

Muistan, että kerran kysyin Kari Enqvist:iltä miten hän käsittää hiukkasten spin-käsitettä.
Kyllä hän sanoi selkeästi käsittäneensä että asia liittyy hiukkasten todelliseen pyörimiseen.

Olisikohan ollut 1980-luvulla, kun kävin tapaamassa Karia CERN:issä Sveitsissä. Muistan että hän olisi silloin kinostunut siitä, että mikä on vedyn ja heliumin suhde bigbang teoriassa, ja mikä on avaruudessa mitattu arvo.

http://fi.wikipedia.org/wiki/Kari_Enqvist

Spin on joka tapauksessa erittäin oleellinen suure, joka määrää hiukkasen käyttäytymistä ja reaktioita muitten hiukkasten kanssa. Yksinkertaisin hiukkanen on minusta hyvin pieni pyörivä avaruuden osanen; siis erittäin voimakkaasti kaareutunut ja pyörivä avaruus.

Spin liittyi myös alunperin elektronin pyörimis-käsitteeseen. Hyvin valaiseva kirja joka suhteessa on minun kotisivuilla esiintyvä referenssini:

22. Sin-Itiro Tomonaga:"The Story of Spin", The University of Chicago Press,
1997, Lecture 2:"The model of the self-rotating electron.

"The electron model:"

http://kotisivu.dnainternet.net/adslfor/

Vierailija

voima/ilmiö mitä spin kuvaa ilmenee makroskooppisessa maailmassa pyörivissä kappaleissa, mutta myös omaksi hämmennyksekseni luin sekä stephen hawkinin universumi pähkinän kuoresta että joensuun yliopiston sivuilta löytyvä suomennos particleadventure läpäst, tosin onhan se vaikeaa mitata hiukkasten liikettä, mutta näin olen lukenut..
ja se et jotai spinei kuvataa että pitää kääntyy jotai 540 astetta että näyttää samalt ni olisi aika hämäävä ilmasu pallon muotoiselta hiukkaselta
en todellakaa ite ymmärrä spinii kunnol mut tän käsityksen oon saanu

Vierailija

mainittakoon vielä, tuli vaa mielee, pohdiskelin itsekseni ja kelasin vaa et jos spini tulee pyörimisest ni vähä se pyörii nopeasti akselisa ympäri ku säde on niin pieni ja tiheys aika hemmetin suuri.

Vierailija
Lentotaidoton

Kaikki "klassiset" tai sinnepäin olevat selitykset spinistä ovat vain allegorioita, eikä niitä tulisi ottaa turhan vakavasti (ei ainakaan teorian perustaksi). Eihän pistemäisellä (siis dimensiottomalla) hiukkasella tietenkään voi olla spatiaalista akselia tai pintaa spinin toteamiseksi.

Spiniin ei olla päästy käsiksi juuri siitä syystä että hiukkasia pidetään pistemäisinä, mitä ne eivät ole. Hiukkaset todellakin pyörivät "akselinsa" ympäri, koska ne eivät ole pistemäisiä.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5210
Liittynyt26.3.2005
HSTa
redeemer9: "Hiukkasille spin tarkoittaa samaa momenttia, mutta HIUKKASET EIVÄT PYÖRI AKSELINSA YMPÄRI. mistä tämä hiukkasten momentti tulee?"



Mistä sellainen käsitys tulee, että hiukkaset eivät pyöri akselinsa ympäri? Tai mitä etua sellaisella selityksellä olisi?

Muistan, että kerran kysyin Kari Enqvist:iltä miten hän käsittää hiukkasten spin-käsitettä.
Kyllä hän sanoi selkeästi käsittäneensä että asia liittyy hiukkasten todelliseen pyörimiseen.

Olisikohan ollut 1980-luvulla, kun kävin tapaamassa Karia CERN:issä Sveitsissä. Muistan että hän olisi silloin kinostunut siitä, että mikä on vedyn ja heliumin suhde bigbang teoriassa, ja mikä on avaruudessa mitattu arvo.

http://fi.wikipedia.org/wiki/Kari_Enqvist

Spin on joka tapauksessa erittäin oleellinen suure, joka määrää hiukkasen käyttäytymistä ja reaktioita muitten hiukkasten kanssa. Yksinkertaisin hiukkanen on minusta hyvin pieni pyörivä avaruuden osanen; siis erittäin voimakkaasti kaareutunut ja pyörivä avaruus.

Spin liittyi myös alunperin elektronin pyörimis-käsitteeseen. Hyvin valaiseva kirja joka suhteessa on minun kotisivuilla esiintyvä referenssini:

22. Sin-Itiro Tomonaga:"The Story of Spin", The University of Chicago Press,
1997, Lecture 2:"The model of the self-rotating electron.

"The electron model:"

http://kotisivu.dnainternet.net/adslfor/

Koska (pistemäisillä) hiukkasilla ei ole akselia tai pintaa, josta pyriminen olisi todennettavissa.

Ehkä olet käsittänyt myös Enqvistin sanat väärin: asia liittyy hiukkasen todelliseen pyrimiseen. Kyllä mutta kvanttifysikaaliseen pyörimisen, joka on aivan toinen asia kuin spatiaalinen pyöriminen.

Tässä toisaalla kirjoiitamaani:
"Mathematically, quantum mechanical spin is not described by a vector as in classical angular momentum. It is described using a family of objects known as spinors. There are subtle differences between the behavior of spinors and vectors under coordinate rotations. For example, rotating a spin-1/2 particle by 360 degrees does not bring it back to the same quantum state, but to the state with the opposite quantum phase; this is detectable, in principle, with interference experiments. To return the particle to its exact original state, one needs a 720 degree rotation!"

Kaikki "klassiset" tai sinnepäin olevat selitykset spinistä ovat vain allegorioita, eikä niitä tulisi ottaa turhan vakavasti (ei ainakaan teorian perustaksi). Eihän pistemäisellä (siis dimensiottomalla) hiukkasella tietenkään voi olla spatiaalista akselia tai pintaa spinin toteamiseksi.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Lentotaidoton
Eihän pistemäisellä (siis dimensiottomalla) hiukkasella tietenkään voi olla spatiaalista akselia tai pintaa spinin toteamiseksi.

Eipä tietenkään, mutta ne voivat olla kenttäpyörteitä sen pisteen lähiympäristössä. Totuus myös kolmiulotteisena on tässäkin suhteessa olemassa, siis ilmiönä. On sitten kokonaan eri asia onko sille olemassa kolmiulotteista matemaattista kuvausta.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5210
Liittynyt26.3.2005
David
Lentotaidoton
Eihän pistemäisellä (siis dimensiottomalla) hiukkasella tietenkään voi olla spatiaalista akselia tai pintaa spinin toteamiseksi.

Eipä tietenkään, mutta ne voivat olla kenttäpyörteitä sen pisteen lähiympäristössä. Totuus myös kolmiulotteisena on tässäkin suhteessa olemassa, siis ilmiönä. On sitten kokonaan eri asia onko sille olemassa kolmiulotteista matemaattista kuvausta.

Niin, kuten totesin, on kyse kvattifysikaalisesta pyörimisestä (tai tarkemmin impulssimonentista). Kenttäpyörteet ovat kömpelö klassinen selitysyritys.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat