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我們周?chē)奈镔|(zhì)由最小的粒子組成,每個(gè)粒子具有某些特性。質(zhì)量,電荷 - 這些參數(shù)決定了各種條件下顆粒的行為。但是,在20世紀(jì)初,科學(xué)家面臨著另一個(gè)驚人的特征,這被稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)。
開(kāi)設(shè)新物業(yè)
1922年,德國(guó)物理學(xué)家進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn),成為理解顆粒本質(zhì)的關(guān)鍵。他們通過(guò)異質(zhì)磁場(chǎng)指導(dǎo)一堆銀原子。預(yù)計(jì)顆粒會(huì)根據(jù)其磁性特性偏離各個(gè)方向,但是實(shí)驗(yàn)顯示出意外的東西:捆綁包分為兩部分。
這種現(xiàn)象使科學(xué)家表明原子中的電子的表現(xiàn)就像是微小的磁鐵。如果您以微型旋轉(zhuǎn)球的形式想象它們,則可以解釋與場(chǎng)相互作用的磁矩的外觀。但是,這個(gè)假設(shè)面臨著一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。
古典物理的界限
如果電子真正圍繞其軸旋轉(zhuǎn),那么為了解釋觀察到的效果,它必須比光速更快,根據(jù)相對(duì)論,這是不可能的。這使物理學(xué)家陷入了終點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)的通常想法證明是無(wú)力償債的。
后來(lái),該領(lǐng)域的量子理論是基本粒子物理學(xué)的現(xiàn)代基礎(chǔ),提出了一種新的解釋。根據(jù)該模型,粒子是沒(méi)有大小的點(diǎn)對(duì)象。因此,它們不能以通常的詞義旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)為基本財(cái)產(chǎn)
事實(shí)證明,自旋不是旋轉(zhuǎn),而是類(lèi)似于質(zhì)量或電荷的粒子的內(nèi)部量子特性。他描述了粒子在空間中改變方向時(shí)的行為。
但是,為什么在船尾蓋拉的實(shí)驗(yàn)中,一堆原子分為兩個(gè)部分呢?答案在于對(duì)稱(chēng)的數(shù)學(xué)。自旋與群體理論和空間旋轉(zhuǎn)的特性以及量子力學(xué)的基本定律有關(guān)。
正如空間的幾何形狀解釋了旋轉(zhuǎn)
旋轉(zhuǎn)可以表示粒子與周?chē)臻g及其對(duì)稱(chēng)性的相互作用。在量子力學(xué)中,系統(tǒng)的狀態(tài)由波函數(shù)描述,其行為遵守嚴(yán)格的數(shù)學(xué)規(guī)則。
深度分析表明,自旋與特殊類(lèi)型的對(duì)稱(chēng)性相關(guān),該對(duì)稱(chēng)性決定了粒子在空間變化時(shí)的狀態(tài)如何變化。與普通對(duì)象不同,具有特定背部的粒子的行為不尋常:例如,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)360°時(shí),其量子狀態(tài)可能會(huì)改變,并且需要720°的旋轉(zhuǎn)才能返回其原始狀態(tài)!
現(xiàn)代科學(xué)中背部的含義
自旋在基本顆粒,量子力學(xué)甚至在我們周?chē)募夹g(shù)的物理學(xué)中起關(guān)鍵作用。如果不了解此屬性,就無(wú)法解釋半導(dǎo)體,磁鐵甚至量子計(jì)算機(jī)的工作方式。
因此,自旋不僅是粒子的另一種特性,而且是自然的基本方面,與空間和宇宙定律的對(duì)稱(chēng)性緊密相關(guān)。
但這只是開(kāi)始!量子物理學(xué)的世界充滿了謎語(yǔ),每個(gè)新理論都使我們更接近宇宙的宇宙。
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