3D-nél magsabb un:hipertér* létét bizonyítja a Spin-tér elmélet?
*A hipertér a 3D-t meghaladó térdimenziókat jeleneti. A hiper az a felettit jelenti. Hipertér a tér feletti azaz a három dimenziónál több tér jelenléte
SPIN-TÉR ELMÉLET:
Számos elemi részecskének van egy olyan tulajdonsága, amit spinnek (perdületnek) nevezünk. Egy-egy adott részecske perdületi érteke 0, 1/2-ed vagy 1. Érdekes itt megjegyezni, hogy bár a spin magán hordozza a klasszikus szögnyomaték bizonyos tulajdonságait, mégsem szögnyomaték. Valami egészen másról van szó. És erre bizony néhány különös kísérleti eredmény utal időnként. Hagyjuk, hogy tovább mutatkozzanak be a részecskék. Azok a részecskék, amelyek 1/2-es spinnel rendelkeznek így a neutínók, az elektnok, a protonok és a neutronok, fermion névre hallgatnak. Az 1-es
spinnel rendelkezők, így a fotonok és a pionok, gyűjtőnevükón bozonoknak tituláltatnak. A fermionok és a bozonok egymástól merőben külónböző természettel vannak megáldva. A fermionok társaságkedvelők. Nem szeretnek tálálkozni egymással.
MÁS STATISZTIKAI TÖRVÉNYEK: És egészen más statisztikai törvények engedelmeskednek mint a bozonok. A bozonok ugyanis erősen társas lények. szívesen jönnek össze és tartózkodnak egymás társaságában. Ha már említettem az imént a statisztikai törvényeket, Ók eme tövényeknek engedelmeskedve meglehetősen különböznek egymástól. Ami még érdekesebb, mindkét banda fütyűl a klasszikus statisztikai tövényekre, amelyek például akkor mutkoznak meg a "józan" világban, amior egy - mondjuk - húszforintost földobálgatujuk és fogadásokat kötünk játszópartnerünkkel, hogy mennyi lesz száz füldobás között a fej, illetve az írás. A statisztika rajongói, illetve mondjuk a rulett megszálottjai tudják, hogy a golyó mozgását bizonyos statisztikai törvényszerűségek & valószínűségek határozzák meg. Ezek nagy valószinűséggel nem mutatnak ki olyasmit, hogy a golyó és a "vakszerencse" valamely számot mindenekfölött kedvelne. Ám, ha a rulettgolyó egy bozon lenne, akkor, ha a bozongolyó már volt valaha a 33-as lyukban,igen nagy valószínűséggel csaknem folyvást oda igyekezne. Ugy tűnik a félspines részecskék egy másfajt "térben" léteznek, mint mi! Ugyanis ahhoz, hogy egyetlen ilyen félspines részecskét egyszer átfordítsunk kétszer kell őket megfordítani!
KÍSÉRLETI EREDMÉNYEK: Ultrahidegre lehűtött polarizlált neutronokat - amelyek félpinesek és olyan mágneses momentummal rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy mágneses mezők alkalmazásával manipuláljuk őket, laborkísérletek közepette két különböző sugárra bontottak. Ekkor az egyik sugár mágneses erők felhasználásával forogni kezdet, majd egy idő múlva interferált a másik sugárral. Igen, de hogyan történt ez? Ugy, hogy a neutronokat 720 fokos szögben kellett rotálni a fizikai téren keresztül azért, hogy a sugarak spinjei az eredeti irányt fölvéve összerendeződjenek és így interferenciát hozzanak létre. Uramisten Lehet, hogy létezik válamiféle spin, tér? Hogy elemi rÉszecskék egyszerre vannak jelen, esetleg még egy másik, vagy akár több párhuzamos univerzumban is?
Inkább az a baj, hogy tudományos irodalmat olvasok, nem pedig ilyen dolgokat. Már a megfogalmazásban is látszik, hogy nem tudományos ez, hiszen majdnem minden második mondat szenzációhajhász.
De akkor hogy helyrehozzuk a szöveget:
SPIN:
A spin az egy részecske, vagy rendszer belső tulajdonsága, aminek operátorai Lie algebrát alkotnak, a [S_i, S_j] = i \hbar \epszilon_{ijk} S_k kommutálási relációval. Az impulzusmomentumnak is ugyanez a kommutálási relációja, emiatt mondhatjuk azt, hogy a kettő dolog hasonlít egymásra. Különbség a kettő között, hogy amíg az impulzusmomentum csak egész értékeket vehet fel,
(L=0,1,2,3,...), addig a spin értéke egész, vagy félegész
(S=0, 1/2, 1, 3/2, 2, 5/2, ...).
BOZONOK ÉS FERMIONOK:
A kvantummechanikában azt feltételezzük, hogy minden részecske megkülönböztethetetlen, azaz például két protont nem tudsz egymástól megkülönböztetni. Ha van egy többrészecske rendszerem, aminek a hullámfüggvényében megcserélek két részecskét, akkor a megtalálhatósági valószínűségnek meg kell egyeznie a nem felcserélttel, ebből következik, hogy a hullámfüggvény felcserélésre csak egy egységnyi abszolút értékű szorzófaktort vehet fel. Ha megcserélünk két részecskét, majd még egyszer, akkor kétszer kapjuk meg a szorzófaktort, de visszatérünk az eredeti hullámfüggvényhez, ami azt jelenti, hogy a szorzófaktor négyzete 1, azaz az ő értéke lehet 1 és -1.
A rendszert, amiben ha két részecskét megcserélünk, a hullámfüggvénye előjelet vált, elneveztük fermionikus rendszernek, a részecskéket fermionnak. Ebben a rendszerben le lehet vezetni, hogy érvényesül a pauli-elv, azaz két részecske nem lehet egy helyen. Mivel minden rendszer a legkisebb energiájú állapotr törekedik, ez azt fogja eredményezni, hogy 0 hőmérsékleten N darab fermion a legkisebb N energiaállapotú állapotot tölti be. Véges hőmérsékleten pedig a Fermi-Dirac statisztikát követik.
A másik típusú rendszert, ahol felcserélésre invariáns a hullámfüggvény, bozonikus rendszernek neveztük el, a részecskéket bozonoknak. Ezekre a Pauli-elv nem érvényesül, azaz egy állapotban tetszőlegesen sok részecske kerülhet. Emiatt 0 hőmérsékleten, a legkisebb energiájú állapot, amikor minden részecske az alapállapotban van, ezt hívják Bose-Einstein kondenzációnak. Véges hőmérsékleten a részecskék a Bose-Einstein eloszlást követik.
A részecskék ugyanazon statisztikai törvények (nagykanonikus sokaság elve) szerint működnek, csak a Pauli-elv miatt más statisztikát fogunk kapni. Nincs ebben semmi, hogy szeretnek meg nem szeretnek együtt lenni. Azt még nem tanultam, hogy miért van, hogy az egész spinű részecskék bozonok, a félegész spinűek pedig fermionok, így arra nem tudok választ adni. A rulettgolyós analógia szimpla hülyeség, hiszen mindegyik a legkisebb energiaállapotú lyukba akarna menni, nem oda, ahol már van egy másik részecske bozonok esetén.
FORGATÁS:
Ezt nem lehet röviden elmagyarázni, mivel 2 félév kvantummechanika után jut ide az ember, de itt a lényeg:
Relativisztikus kvantummechanikában nem a Schrödinger-egyenlet, hanem a Dirac-egyenlet írja le a részecskéket. Itt nem hullámfüggvénye van a részecskéknek, hanem egy négykomponensü dirac spinorja. A kérdés ami elvezet minket a forgatáshoz, az az, hogy ha a koordinátaarendszert elforgatjuk, Lorentz-transzformáljuk, akkor hogyan változik a spinor? Csúnya számolások után kijön, hogy ha a koordinátarendszert elforgatjuk akkor a spinort egy négydimenziós mátrixxal kell szorozni. Ebben a mátrixban szerepel a forgatás tengelyének a teljes impulzusmomentumra eső vetülete. Tehát a forgatás infinitezimális generátora a teljes impulzusmomentum, azaz S+L. A számolás közben kijön még az is, hogy a dirac egyenlet 1/2 spinű részecskéket ír le.
De megint a lényeg, nem a részecskéket forgatom, és valami másik térbe kerülnek, hogy furán viselkedhessenek, hanem csak egy koordinátatengely transzformációt, azaz egy matematikai konstrukciót végzek el rajtuk.
No és akkor konklúziónak: Ha érdekelnek ezek a dolgok, akkor hiteles forrásból tanuld meg őket, mert ha csak szenzációhajhász áltudományos maszlagot olvasol, akkor nem leszel okosabb, sőt.
További kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!