Mi a spin?

A spin a mikrorészecskék (elektron, atommag, ...) úgynevezett belső impulzus momentuma vagy szép magyar szóval saját impulzus nyomatéka azaz perdülete.

Mert minden mikrorésznek van szerkezete is és saját tengelye körül pörög (a forgás az egyik alapvető fizikai megjelenése az anyagnak).

Ezt a kasszikus fizikai terminussal nagyon nehéz, illetve lehetetlen leírni mert a mikrorészecske teljesen másképp viselkedik mint egy makroszkópikus objektum. Ezért szerintem a spin legmegfelelőbb megfogalmazása: úgy tesz mintha forogna.

Kedves D NMR!

Mi lenne, ha végre érdemben elbeszélgetnénk az entalpiáról (#10 vagyok) vagy az elektrokémiai munkáról? Mindkét témában sikeresen felsültél és eddig egyetlen kérdésemre sem sikerült válaszolni, már hogy a többi esetet ne is kelljen említenem (CAS számok, SMILES kód, stb.).

#1 vagyok XD

https://www.gyakorikerdesek.hu/tudomanyok__termeszettudomany..

Kedves D NMR!

Úgy látom már saját altfiókot is sikerült létrehozni, hogy azzal vezethess le "magasröptű párbeszédeket" (#10 vagyok az entalpiától). Gondolom annyira utál mindenki az életben (is), hogy már itt is külön fiókokat kell létrehoznod, hogy legyen valakivel "beszélni". Egy szóban: szánalmas.

Remélem, hogy a megszemélyesítésem (#5 19:28) hátterében nem te állsz. Mindenesetre jót nevettem rajta, hogy valaki értékelte ennyire az eddigi hozzászólásaim (valószínűleg te értelmezni sem vagy képes, így nem te voltál, de gyanúsan megegyezik a "pipa szám").

Az első dolog, ami nevetésre késztetett, hogy most pontosan tudom, honnan másoltad a választható opciókat. Mivel én valóban elvégeztem kurzust, elég sokat lapozgattam (már csak vizsgára is, így megragadt bennem ez a furcsa megfogalmazás) Szalay Péter jegyzetét. A kérdéses utalás - közel - szó szerint ott van a 41. lap alján:

[link]

Igazán megjelölhetnéd a forrásaid, nem szép dolog a plágium (mivel te ezeket egyértelműen nem tudod).

Természetesen ehhez szóban elmondott duma is társul, így megint sikerült lejáratnod magad (mint eddig annyiszor). Azért azt elmondanám, hogy a spin tárgyalása nem véletlen nem kerül elő gimiben, már csak a vizualizálás hiánya miatt sem.

Még a kvantummechanikában sem jön (illetve jött ki az 1920-as években) egzaktul, hanem a Stern-Gerlach kísérletben bukkant fel. Mivel kvantummechanikát nem tudnak a középiskolások (pláne te, aki még mindig járja), ezért teljesen felesleges erőltetni. Erre még egy nyomatékot tesz az, hogy nem is származtatható belőle. A spin (meg általában az impulzusszerű mennyiségek) relativisztikus-kvantummechanikai keretben jelennek meg de novo, amit még annyira sem értenek gimiben (joggal).

Reflektálva a legutóbbi fröcsögésedre. Ha te fel tudsz nekem tenni 100 kérdést, amire én nem tudok válaszolni (alias "álmodik a nyomor"), de közben én megfoglak 3 kérdéssel (úgy, hogy köpni-nyelvi nem tudtál eddig), az szerintem többet mond el rólad, mint rólam.

Annak, akit valóban érdekel (nem pedig észt osztani jött, holott sorba kéne álljon):

A spin valóban egy különös tulajdonsága a részecskéknek. Talán a legmeghökkentőbb volt számomra, S. Hawkingtól hallani, hogy az elektronok spinje nem egy 360°-os forgatás után lesz szimmetrikus, hanem két teljes fordulat (720°) után. Ez persze teljesen érthető reprezentációelmélet keretein belül, ismételten: nem gimis anyag.

Különlegessége abban is megmutatkozik, hogy a részecskéket szokás eszerint csoportosítani. Az egész számúak a bozonok, a "felesek" a fermionok. Egyébként ez vezet a Pauli-elvhez is, amit sokféleképp szokás tárgyalni kereteknek megfelelően, pl.: spinorokkal ("sima qm") vagy elegánsabban gerjesztő/annihiláló operátorokkal (másodkvantálás).

A Pauli-elv gimis szinten a kvantumszámokról beszél, amivel több baj is van. Az egyik, hogy molekulákra már nem lehet megszerkeszteni (már atomokra is a Clebsh-Gordan-együtthatókkal kell szórakozni), tehát a kötésekről (ha molekulapályákra hagyatkozunk) ilyen formán nem lehet mit mondani.

Kvantummechanikában azonban kiderül, hogy ha van egy hullámfüggvényünk, akkor az szétválasztható egy térbeli (x,y,z koordináták) és egy spin (formális spin koordináta) függő részre (lásd: integrálok "faktorizálódása"/szeparálódása). A Pauli-elv valójában a két hullámfüggvény kapcsolatát írja le miszerint: antiszimmetrizálásra (két részecske koordinátájának kicserélése) előjelet vált a hullámfüggvény. A Pauli-elv ilyen megfogalmazásban a fermionokra (pl.: elektronok) igaz, bozonokra nem.

A fentieknek az lesz a következménye, hogy ellentétes spinnel töltődnek fel a héjak. Kvantummechanikai szemléletben ezt úgy látjuk, hogy determinánsszerű hullámfüggvény zérus. Mivel a hullámfüggvény négyzete a megtalálási valószínűség (ez is csak posztulátum "sima" QM esetén), ezért az elektron sem található meg sehol (ezt pedig már csak a bizonytalansági reláció sem engedi). Másodkvantálásnál automatikusan teljesül a Pauli-elv, mert nem engedünk a vákuum állapotra kétszeres gerjesztést vagy annihilálást (ugyanazon pályára), amiből a kettő kommutátorára bizonyítható ez a feltétel (de ez már végképp nem érdekel senkit).

A spinről még elmondható, hogy a tipikusan három, együtt emlegetett impulzusszerű mennyiségekhez tartozik. A Newton-féle/Hamilton-féle mechanikából származtatott impulzuson kívül jelenik meg. A spinnel együtt pedig alkotják a "teljes impulzusmomentumot" (J). Ezek a jellemzők több szempontból is fontosak a kémiában, mert spektroszkópiai termeket jellemzünk velük.

A spinnek emellett köszönhető a részecskék mágneses tulajdonsága, ugyanis arányos a mágneses momentummal ("Bohr-magnetod része").

Ettől többet nem szeretnék írni, de így felkérhetem D NMR-t, hogy válaszoljon negyedik egyszerű kérdésemre, amivel valóban taníthatna másokat. Válasz hiányában pedig legalább újabb bizonyíték lesz a nemtudásra. Remélem nem lesz 0/4.

Ez is egy triviális kérdés: mi az a zérustér-felhasadás és miből ered?