Hjälp med två kvantmekaniska frågor?

Hej!

1. Jag har förstått på ett ungefär principen med intrassling. Men en sak förstår jag inte, och det är vad det är som bestämmer vilka två partiklar som ska vara intrasslade. Är de att de skapas samtidigt nära varandra och får då som ett konstigt band mellan dem(inte band som ett fysiskt band, utan som en relation)?

2. Det här med spinn, på namnet så låter det ju som att partiklar spinner, men det är inte det som menas med spinn, i alla fall så har jag inte uppfattat det så. Kan någon försöka förklara spinn på ett hyfsat enkelt sätt för en ickefysiker.

De exakta omständigheterna kan jag inte påstå att jag känner till, men typfallet är att två partiklar skapas vid ett sönderfall, och att dessa partiklar övertar ett totalt rörelsemängdsmoment om noll enheter från den sönderfallande partikeln. De båda skapade partiklarna måste då ha lika stora men motsatt riktade rörelsemängdsmoment, i form av spinn. Det är dock inte i förväg bestämt hur deras individuella spinn är riktade. Detta bestäms inte förrän vid mätningen.


Spinnet handlar om att partiklar har ett rörelsemängdsmoment. I klassisk mekanik kräver det att en kropp roterar. Man föreställde sig därför att partiklarna är små kulor som snurrar - spinner. Därför har företeelsen fått namnet "spinn".

Inom kvantmekaniken, speciellt kvantfältteori, är partiklar egentligen fält. Och rörelsemängdsmomentet beskrivs av en operator, generatorn för rotationer. För ett generellt fält består denna av två delar, en del som identifieras med ett klassiskt mekaniskt rörelsemängdsmoment, och en del som identifieras med spinnet.

Tack, lite klokare blev jag! Men vad blir skillnaden för en partikel med hel eller halvtaligt spinn? Ger en viss "spinnsort" en viss egenskap hos partikeln, eller är det partikelns grundläggande egenskaper som gör att den får ett visst spinn?

Vilket spinn en partikel har är en så vitt vi vet en av dess fundamentala egenskaper, precis som dess massa eller laddning. Sen finns det en intressant koppling mellan spinn och vilken statistik partiklar har, dvs. om de är fermioner och följer Pauliprincipen (högst en partikel i varje tillstånd, som t.ex. elektronen) eller bosoner (kan ha godtyckligt nummer av partiklar i varje tillstånd, t.ex. fotoner). Man kan visa att kvantfältteorier enbart kan vara konsistenta om partiklar med halvtaligt (1/2, 3/2,...) spinn är fermioner och partiklar med heltaligt (0,1,2,...) spinn är bosoner.

Jag skulle säga att spinn "är" en av de fundamentala egenskaperna vi använder för att beskriva partiklar. Mer specifikt, det är det nummer vi behöver för att beskriva hur partikeln beter sig under rotationer. T.ex. en partikel med spinn 0 (som Higgsbosonen) "har" ingen riktning och transformeras därför inte alls under rotation, medans en partikel med spinn 1 (som fotonen) vrids som en normal vektor, och kallas därför en vektorpartikel. Partiklar med spinn 1/2 beter sig lite konstigt, en rotation 360 grader ger dem ett minustecken (dvs. deras kvantmekaniska tillstånd plockar upp ett minustecken, svårt att tolka geometriskt även om man kan försöka), och man behöver alltså gå 2 varv runt för att återgå till samma tillstånd man började från. Så spinnet för en partikel innehåller denna information, vilket sedan visar sig vara kopplad till rörelsemängdsmomentet. (I matematiskt språk säger vi att massan och spinnet bestämmer en irreducibel representation av Lorentzgruppen, vilket "är" partikeln.)