自旋能不能用粒子自轉來解釋?

時間 2021-05-06 04:37:33

1樓:

不能。自旋在施特恩蓋拉赫實驗中被證明,也可以說是人類做出的一種假設來滿足實驗現象。此外賽曼效應也說明自旋存在。

它不是經典狀態下粒子旋轉形成的,因為形成這個角動量需要粒子邊際速度大於光速,目前我們認為,超光速不可能。它是粒子內稟的一種屬性,有點類似於質量。它不能用巨集觀中的經典模型來理解。

2樓:十一太保念技校

好像有人提到了量子場論,very good。量子場論正好可以解釋這個「內稟自由度」是怎麼一回事。

首先從量子場論的基本假設開始說,量子場論認為粒子並不是建構這一理論的最底層的實體,場才是,粒子是場的激發態,因此,我們所能看到的物理是由場的性質決定的。我們能看到離散的粒子是因為量子化的場具有離散的本徵態。假如我們的理論只有場沒有量子化,那麼可以想象這樣的理論中是沒有離散的粒子,只有連續的物質的。

回到樓主的問題,自旋1/2的粒子對應的場是旋量場,解出來的解正好是二維的,所以才有兩個自旋的自由度。

ps:只用supersymmetry 和經典的動力學也可以造出自旋來,參考Nakahara12.9

3樓:「已登出」

不能,你可以認為這是為了保證角動量守恆而引入的乙個神秘屬性,這東西被稱為spin完全是乙個模擬的命名(analogue)

4樓:

從物理上看, 這個理解最大的困難在於我們沒有觀察到基本粒子的內部結構, 或者說, 基本粒子就是乙個點粒子. 說乙個點的自轉, 似乎本來就沒有意義.

如果硬要賦予基本粒子乙個在我們目前的實驗精度之下的更小的但有限的體積, 那麼會帶來很多問題:

電荷在粒子中分布可能會導致能量發散;

如匿名使用者的回答所說, 想要達到角動量, 粒子表面的轉速必須會超光速, 與相對論相違背;

空間轉動的角動量總是整數的, 無法解釋半整數的角動量;

無質量粒子的轉速發散.

如果我們將自旋看作基本粒子的內稟自由度, 那麼上面的所有問題都可以得到良好解決.

另外我覺得 什麼是粒子自旋? - Minglei Xiao 的回答 這個回答反而說明了自旋不能用(位形空間中的)自轉來解釋... 現在是在自旋空間按 SU(2) 的表示轉動, 和位形空間毫無關係...

之所以說在"轉", 可能只是因為 SU(2) 是 SO(3) 二重複疊, 它們某種程度上說都是"轉動群".

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