significado de girar

Los tres significados de giro están en el mundo cuántico equivalente. Lo que el profesor quiere decir (supongo) es lo siguiente:

1. El giro mecánico es el momento angular adecuado al que está acostumbrado en los cursos de mecánica clásica. Si uno intenta interpretar el espín del electrón de esta manera, generalmente interpretan el electrón como una partícula que gira y da lugar a un dipolo magnético, lo que nos lleva al segundo significado de espín.
2. El giro magnético es puramente mecánico cuántico y está más o menos "postulado" en la mecánica cuántica no relativista basada en la forma en que la partícula interactúa con un campo magnético externo. Por ejemplo, los átomos de espín-1/2 en el experimento de Stern-Gerlach se dividirán en dos estados posibles debido a los efectos de espín, pueden tener un espín hacia arriba o hacia abajo, lo que da lugar a una división. Esto también se demuestra en el primer capítulo de "Modern Quantum Mechanics" de Sakurai y Napolitano.
3. Spin como una clasificación de representaciones del grupo de Lorentz es el único significado verdadero de spin hasta donde yo sé. Para obtener esto, se debe ir a la teoría de campos (¡ni siquiera a la versión mecánica cuántica!) y aplicar el teorema de Noether a una transformación general de Lorentz, esto se hace, por ejemplo, en el capítulo 2 de "Cuantización de campo" de Greiner y Reinhardt. Al aplicar el teorema de Noethers a la transformación de Lorentz obtenemos un tensor 2 conservado$M_{\mu\nu}$. Si nos limitamos a los componentes espaciales, parece que este tensor se desdobla en dos contribuciones diferentes$M_{nl} = L_{nl}+S_{nl}$. el tensor$L_{nl}$tiene la forma de un producto cruzado de la posición y el momento, ¡este es el momento angular que conocemos de la mecánica clásica! el tensor$S_{nl}$depende de las propiedades internas de las partículas y se denomina espín de la partícula. Como podemos ver, el espín es puramente una consecuencia de la invariancia de Lorentz .

Estas tres interpretaciones pueden parecer diferentes, pero creo que las tres son equivalentes. El giro mecánico es una forma de dar una interpretación clásica. Mientras que el espín magnético y representacional son iguales (así parece a partir de las teorías del campo cuántico). ¡Cuidado, aunque las tres representaciones son equivalentes, las tres no necesariamente deben coexistir! Esto se muestra por el giro del fotón.

Para el caso del fotón por ejemplo:

El fotón tiene dos polarizaciones, si tomamos las dos polarizaciones lineales y las combinamos podemos obtener dos polarizaciones circulares diferentes. Esta polarización circular da el giro mecánico .

La polarización magnética para un fotón no existe. Esto se debe al hecho de que los fotones no interactúan y, por lo tanto, no se acoplan al campo electromagnético.

Tras las interacciones, el fotón puede intercambiar su momento, al interactuar con otras partículas de esta manera tiene una interpretación de espín-1 .

Las representaciones del grupo de Lorentz te dan la definición correcta de espín.

El momento magnético de giro solo es significativo para partículas cargadas.

El acoplamiento de interacción espín-órbita se debe a la "interacción electromagnética entre el espín del electrón y el campo magnético generado por la órbita del electrón alrededor del núcleo".

El espín es una propiedad de las partículas. Spin modela el electrón donde sus partes internas pueden interactuar. Dado que el electrón es el portador de carga, realmente no hay nada más que pueda usar. Spin también permite modelos detallados de la materia, como la ecuación de Schrödinger, para incorporar la relatividad especial, que es cambios en la masa a medida que la velocidad de la masa se acerca a la velocidad de la luz. Es útil definir exactamente qué es una partícula:

1. Las partículas son cualquier cosa con un comienzo definido y un final definido.
2. Las partes internas de las partículas pueden cambiar sin cambiar sus partes externas
3. Los componentes internos pueden servir como un medio de interacción sin ponerse en contacto entre sí o sin un intermediario.

Las mediciones tanto en una escala cósmica, como las órbitas lunares aparentemente variables de Júpiter desde la Tierra, como en una escala de partículas, como los patrones de difracción de la luz o la latencia de una corriente eléctrica, concuerdan extremadamente bien. Esto se entiende como el nivel mínimo de interacción con una partícula para producir un cambio en las partes externas de la partícula.

Tener un mínimo discreto, no poder hacer zoom para siempre, requiere que se cambien los modelos. La segunda ley de Newton necesita ser reescrita. La masa debe distribuirse en una región de estos mínimos discretos y permanecer, como la ecuación de Schrödinger.

También se necesita algo de trabajo para identificar qué es exactamente una partícula, qué tiene un comienzo discreto y un final discreto:

1. El modelo del electrón ya no puede ser continuo. Tiene que tener pasos discretos, un comienzo y un final definidos, como el modelo de Bohr. El átomo no busca el electrón sólo en aquello con lo que está interactuando, sino en la región que lo rodea con un campo magnético. Entonces, ese electrón tiene algunas complejidades relacionadas con su capacidad para actuar con sus propios componentes internos.
2. Un fotón carece de ese campo secundario. Haz un agujero en un horno con algo que brilla intensamente y refracta esa luz. Las bandas de luz se adhieren en medio de un rango de temperatura. Eso es una partícula, un comienzo discreto y un final discreto de temperatura para cambiar esas bandas. No hay nada más detrás de ese calor como el magnetismo del electrón.

Spin es un término heredado cuando pensaban que el electrón era un poco de material que giraba. Concepto similar, energía intrínseca, pero es una representación del átomo que usa sus propias partes internas para interactuar o transferir calor, como lo haría si hubiera una superficie conductora o un medio convectivo.