Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Спин

Спин (далее С) (от англ. spin - вращаться, вертеться.), собственный момент количества движения элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. (При введении понятия "С" предполагалось, что электрон можно рассматривать как "вращающийся волчок", а его С - как характеристику такого вращения, - отсюда название "С".) С называется также собственный момент количества движения ядра (и иногда в этом случае С определяется как векторная сумма (вычисленная по правилам сложения моментов в квантовой механике) С элементарных частиц, образующих систему, и орбитальных моментов этих обусловленных их движением системы (см. Ядро атомное).

  С измеряется в единицах Планка постоянной  и равен , где J - характерное для каждого сорта частиц целое (в т. ч. нулевое) или полуцелое положительное число, называемое спиновым квантовым числом (обычно его называют просто С). Соответственно говорят, что частица обладает целым или полуцелым С Например, С электрона, протона, нейтрона, нейтрино, так же как и их античастиц, в единицах  равен 1/2, С - и К-мезонов - 0, С фотона равен 1. Хотя у фотона (как и у нейтрино) нельзя измерить собственный момент количества движения, т. к. нет системы отсчета, в которой фотон покоится, однако в квантовой электродинамике доказывается, что полный момент фотона в произвольной системе отсчета не может быть меньше 1; это дает основание приписать фотону С 1. Наличие у нейтрино С 1/2 вытекает, например, из закона сохранения момента количества движения в процессе бета-распада.

  Проекция С на любое фиксированное направление z в пространстве может принимать значения J, J-1, ..., -J. Т. о., частица со С J может находиться в 2J + 1 спиновых состояниях (при J = 1/2 - в двух состояниях), что эквивалентно наличию у нее дополнительной внутренней степени свободы. Квадрат вектора С, согласно квантовой механике, равен . Со С частицы, обладающей ненулевой массой покоя, связан спиновый момент , где коэффициент g - магнитомеханическое отношение.

  Концепция С была введена в физику в 1925 Дж. Уленбеком и С Гаудсмитом, предположившими (на основе анализа спектроскопических данных) существование у электрона собственного механического момента  и связанного с ним (спинового) момента, равного магнетону Бора  (где е и m - заряд и масса электрона, с - скорость света). Т. о., для С электрона отношение момента к механическому равно g = е/mс и с точки зрения классической электродинамики является аномальным: для орбитального движения электрона и для любого движения классической системы заряженных частиц с данным отношением е/m оно в 2 раза меньше и равно е/2.

  Учет С электрона позволил В. Паули сформулировать принцип запрета, утверждающий, что в произвольной физической системе не может быть двух электронов, находящихся в одном и том же квантовом состоянии (см. Паули принцип). Наличие у электрона С 1/2 объяснило мультиплетную структуру спектров (тонкую структуру), особенности расщепления спектральных линий в полях (т. н. аномальный Зеемана эффект), порядок заполнения электронных оболочек в многоэлектронных (а следовательно, и закономерности периодической системы элементов), явление ферромагнетизма и многие др. явления.

  Существование у протона С 1/2 было постулировано на основе опытных данных англ. физиком Д. М. Деннисоном. Эксперимент, проверка этой гипотезы привела к открытию в 1929 орто- и пара- (см. Атом). Несколько ранее Паули предположил, что сверхтонкая структура уровней энергии определяется взаимодействием электронов со С ядра, что и было вскоре доказано Г. Бэком и Гаудсмитом в результате анализа эффекта Зеемана в
  С частиц однозначно связан с характером статистики, которой подчиняются эти частицы. Как показал Паули (1940), из квантовой теории поля следует, что все частицы с целым С подчиняются Бозе - Эйнштейна статистике (являются бозонами), с полуцелым С - Ферми - Дирака статистике (являются Для например электронов, справедлив принцип Паули, для бозонов он не имеет силы.

  В математический аппарат нерелятивистской квантовой механики С был последовательно введен Паули, при этом описание С носило феноменологический характер. В действительности С частицы - релятивистский эффект (что было доказано П. Дираком). Так, наличие у электрона С и спинового момента непосредственно вытекает из релятивистского Дирака уравнения (которое для электрона в электромагнитном поле в пределе малых скоростей переходит в Паули уравнение для нерелятивистской частицы со С 1/2).

  Величина С элементарных частиц определяет трансформационные свойства полей, описывающих эти частицы. При Лоренца преобразованиях поле, соответствующее частице со С 0, преобразуется как скаляр (или псевдоскаляр); поле, описывающее частицу со С 1/2, - как спинор, а со С 1 - как вектор (или псевдовектор) и т. д.

  Лит. см. при ст. Квантовая механика.

  О. И. Завьялов.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 20.01.2022 16:12:52
15:46 Российский футболист рассказал об особенностях жизни в Грозном
15:45 У худрука «Современника» Виктора Рыжакова выявили «омикрон»
15:44 Дагестанки сняли пародию на приехавших в Москву земляков
15:44 В палате представителей США предложили ввести санкции лично против Путина
15:43 Google Pay начнет поддерживать криптовалюту
15:33 В ФРГ оценили шансы России и США достичь компромисса в Женеве
15:32 Российский врач назвал главную опасность омикрона
15:31 Названа самая малошумная подлодка ВМФ России
15:27 Саудовская Аравия начала вытеснять Россию с китайского рынка нефти
15:26 Россиянам назвали причину «роста цен на все»
15:22 В России оценили слова Байдена о санкциях и Украине
15:02 Военный историк объяснил роль вооруженных батальонов в обороне Украины
Больше новостей
СегодняБывший СССР «В местной элите идет борьба» Кто стоял за массовыми протестами в Казахстане и могут ли они захлестнуть всю Среднюю Азию
СегодняМир «Они заплатят за это» Джо Байден пообещал России катастрофу и невиданные санкции в случае военного вторжения на Украину
СегодняЦенности «Я хотела преподать урок олигарху» Как разводятся богатейшие люди планеты?
15:15 Названа доля выпускаемых без пластика СберКарт
15:08 Комик Сергей Орлов отправится в большой тур по России с новой программой
15:07 Бывший министр Абызов предстанет перед судом
СегодняРоссия «Это для нас с мужем стало ударом» Один из тысячи детей рождается с неизлечимой болезнью. Как им помочь в России?
СегодняНаука и техника Партнерский материалЧетвертый по алфавиту, но главный по значению. Все, что вам нужно знать о витамине D
15:04 В России усомнились в аресте лидеров REvil
15:03 Из фильма «Дом Gucci» вырезали постельную сцену с Леди Гагой и Сальмой Хайек
15:02 Бывший игрок «Спартака» рассказал о реакции Черчесова на шутки
СегодняНаука и техника Вот это доставляет. Как технологии изменили жизнь людей всего за один год
СегодняКультура Сначала было тело. В прокате — победившая на фестивале в Венеции драма про подпольный аборт. Почему ее стоит смотреть?
15:01 Косатка передумала нападать на попавшего в сети кита и решила его спасти
14:40 «Сильная Россия» призвала открыть в Троицке памятник изобретателю лазеров Басову
14:53 Польский солдат пересек границу Польши и Белоруссии
Сегодня69-я параллель «Еда закончится, и они захотят вас съесть» Почему белые медведи бегут с Аляски в Россию? Отвечает ученый
19 января 2022Россия Где в Москве встретить роботов. Как роботы развлекают взрослых и детей в общественных местах и помогают им
14:52 России предрекли более длинную по сравнению с Европой волну омикрона
14:51 Взрыв на строящемся космодроме SpaceX попал на видео
14:50 Появились подробности взрыва на российском заводе
19 января 2022Россия «Природа решила поставить нас на место» Чем опасен омикрон-штамм и чего ждать от него России — отвечает генетик
19 января 2022Силовые структуры Щедрый гангстер. Как самый дерзкий и успешный грабитель Урала воровал миллионы и помогал сиротам
14:48 Доставка задержанного за убийство блогера в кабинет следователя попала на видео
14:47 США анонсировали крупнейшие учения НАТО за Северным полярным кругом
14:45 Женщину приговорили к смертной казни за сообщения в WhatsApp
19 января 2022Экономика Неуловимый Чжао. Как бывший работник «Макдоналдса» заработал миллиарды на криптовалюте и стал богатейшим человеком Азии
19 января 2022Спорт «Мне нравится быть секс-символом» Туктамышева — самая яркая фигуристка России. Почему она вновь пропускает Олимпиаду?
14:43 Раскрыт многомиллионный гонорар Градского за шоу «Голос»
14:42 Фигуранту дела о «посольском кокаине» вынесли приговор
14:41 Американский фондовый рынок рухнул
19 января 2022Из жизни «Мороз — не самая большая проблема» История семьи из Индии, которая перебралась в Россию и полюбила ее, несмотря на холод
18 января 2022Россия «Ты просто не знаешь, на что они способны» Две медсестры сургутской больницы покончили с собой. Кто виноват в их смерти?
14:41 Кулеба показал Блинкену карту с «украинскими» Кубанью и Таганрогом
14:39 Испугавшиеся войны иностранцы бросились избавляться от квартир на Украине
14:38 Взрыв произошел на российском заводе
18 января 2022Бывший СССР «Это не страшно, это смешно» Зеленский решил устранить главного конкурента. Как дело Порошенко изменит политику Украины?
18 января 2022Наука и техника «Число танков, орудий, трупов — огромно» Как Красной армии удалось прорвать блокаду Ленинграда
14:38 Джеймс Кэмерон раскритиковал фильмы Marvel и похвалил «Дюну»
14:36 У доллара появился серьезный конкурент
14:35 В США испугались нехватки времени для введения санкций против России
18 января 2022Культура Биба и Боба. «Звездные войны» превратили в криминальный боевик. Что из этого получилось?
18 января 2022Россия «Боль такая, что невозможно вздохнуть» Свету спасет срочная операция. Ей нужна ваша помощь
14:31 Медведев вышел в третий круг Australian Open
14:30 Продюсера Шляфмана попросили арестовать за убийство певца Талькова в 1991 году
14:28 Звездный хирург раскрыл правду о рельефном прессе Давы
16 января 2022Интернет и СМИ ФСБ объявила о разгроме главной хакерской группировки планеты. Как «русские хакеры» обманули Трампа, Леди Гагу и Мадонну?
17 января 2022Россия «У тебя это как будто на лбу написано» Истории россиян, которые живут с психическими расстройствами
14:28 Армения назвала главное условие для подписания мирного договора с Азербайджаном
14:27 В США рассказали о снижении рейтинга президента Джо Байдена
14:24 Отправившиеся в шторм на пляж в Сочи россияне прослыли дураками в сети
17 января 2022Путешествия «На рынках покупают и рыбу, и женщин» Россиянин провел отпуск в Мексике. Чем его удивила латиноамериканская страна?
17 января 2022Силовые структуры «Меня бросили на пол и начали избивать» Россиянина нашли обезглавленным после пыток в полиции. Кто ответит за его смерть?
14:23 В Петербурге выявили рекордное с начала пандемии число заболевших COVID-19
14:21 Бывший депутат напал на российского мэра с деревянной ложкой
14:20 Власти Москвы оценили ситуацию с COVID-19
17 января 2022Культура Выжившие в девяностые. В прокате — первый за десять лет «Крик». Нужно ли его смотреть?
СегодняЭкономика Партнерский материалСбер в помощь. Банк поможет клиентам работать в поле 115-ФЗ
14:19 На Украине начали формирование 150 вооруженных батальонов ополчения
14:16 Кассационный суд отклонил жалобу Навального на приговор за клевету на ветерана
14:15 Назван способ навести чистоту в доме всего за 15 минут
14:08 В ЦРУ нашли объяснения возникновения «гаванского синдрома» у дипломатов
14:08 Девушка уличила жениха в измене и собрала необычные способы вычислить неверность
14:06 Полиция Британии задержала причастных к захвату синагоги в Техасе
14:04 Россиян предостерегли от ношения тканевой маски для защиты от омикрона
14:01 В Северной Корее намекнули на возобновление ядерных испытаний
14:00 Доказана эффективность «Спутника V» против штамма омикрон
13:59 Джона Малковича отказались заселять в отель из-за ковидного паспорта
13:58 Для российских киберспортсменов ввели нормативы по бегу и приседаниям
13:54 Блогерша раскрыла мотивы откровенной фотосессии у мечети
13:54 Появилось видео поимки находившегося в розыске за убийство российского блогера
13:53 Цена никеля побила десятилетний рекорд
13:52 Уборка снега чугунным утюгом в Петербурге попала на видео
13:51 В России врач рекомендовал пациентам с COVID-19 не мыться неделю и есть кабачки
13:46 Судья по делу Порошенко ушел в отпуск
13:43 Путин рассказал о личных встречах с Собяниным
13:41 Собянин доложил Путину о ситуации с омикроном в Москве
13:40 Собянин рассказал Путину о миллионе новых москвичей
13:38 Роналду устроил истерику после замены в матче АПЛ
13:38 «Единая Россия» поможет россиянам бороться с плохими управляющими компаниями
13:35 В России оценили вероятность отказа от банковских карт через два года
13:34 У Олега Басилашвили обнаружили коронавирус
13:34 В Москве выявили рекордное с начала пандемии число заболевших COVID-19
13:33 Российского инженера задержали по делу о многомиллионном мошенничестве
13:33 В России выявили 38 850 случаев коронавируса
13:30 Акиньшина и Козловский появились вместе на мероприятии после слухов о романе
13:30 В ЕС пообещали координироваться с США в переговорах с Россией
13:29 Байден смягчил риторику о санкциях против России в случае вторжения на Украину
13:28 Арестович попал на «Миротворец»
13:26 Госдума утвердила поправку о повышенной индексации пенсий
13:23 Российский хирург раскрыл причину популярности пластики
13:22 Apple рассказала об уходе за фирменной тряпкой
13:18 Путин наградил первого президента Татарстана орденом Андрея Первозванного