Mientras leía 'El universo en pocas palabras' de Stephen Hawking, encontré el ejemplo de las cartas y cómo las usó para explicar el concepto de espín, fermiones y bosones. Allí definió 'Spin' como el número de rotaciones requeridas por una partícula para recuperar su estado original y "verse" exactamente "igual". Pero dado que el electrón es una partícula elemental, ¿cómo se supone que debemos definir un eje alrededor del cual gira? Intenté razonar con él pero no pude. ¿Alguien me puede ayudar?
Allí definió 'Spin' como el número de rotaciones requeridas por una partícula para recuperar su estado original y "verse" exactamente "igual". Pero dado que el electrón es una partícula elemental, ¿cómo se supone que debemos definir un eje alrededor del cual gira? Intenté razonar con él pero no pude. ¿Alguien me puede ayudar?
ver un artículo en Scientific American-
"Cuando ciertas partículas elementales se mueven a través de un campo magnético, se desvían de una manera que sugiere que tienen las propiedades de pequeños imanes. En el mundo clásico, un objeto giratorio cargado tiene propiedades magnéticas que son muy parecidas a las exhibidas por estos elementos elementales. Partículas Los físicos aman las analogías, por lo que también describieron las partículas elementales en términos de su 'espín'.
"Desafortunadamente, la analogía se rompe y nos hemos dado cuenta de que es engañoso evocar una imagen del electrón como un pequeño objeto giratorio. En cambio, hemos aprendido simplemente a aceptar el hecho observado de que el electrón es desviado por imanes Si uno insiste en la imagen de un objeto que gira, entonces surgen verdaderas paradojas: a diferencia de una pelota de béisbol lanzada, por ejemplo, el giro de un electrón nunca cambia, y solo tiene dos orientaciones posibles. Además, la noción misma de que los electrones y los protones son 'objetos' sólidos que pueden 'rotar' en el espacio es en sí mismo difícil de sostener, dado lo que sabemos sobre las reglas de la mecánica cuántica. Sin embargo, el término 'espín' aún permanece".
El profesor Hawkins también estaba tratando de comunicar cómo se pueden ver los diferentes estados de espín de una partícula elemental y para comunicar uno usa analogías que ayudan a construir una imagen. Similares son las características con los estados de color de los quarks o sabores asociados con los quarks.
Spin ha servido como prototipo para otras nociones aún más abstractas que parecen tener las propiedades matemáticas del momento angular pero que no tienen un análogo clásico simple. Por ejemplo, el espín isotópico se usa en física nuclear para representar los dos estados de un 'nucleón', el protón y el neutrón. De manera similar, los quarks se emparejan como isospin 'arriba' y 'abajo', que son los nombres dados a los dos quarks que componen la materia ordinaria. La simetría rotacional del espacio y el tiempo se generaliza para incluir simetrías en dimensiones "internas" más abstractas, con el resultado de que gran parte de la estructura compleja del micromundo puede verse como resultado de la ruptura de la simetría, conectando profundamente con ideas que describen la formación espontánea de estructura en el macromundo.
Estos términos 'giro', 'color', 'sabor', aunque de uso común como términos fuera del dominio de la 'física', no tienen su significado habitual.
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