Strona głównaPytania → Jak sobie wyobrażać spin elektronu?

Jak sobie wyobrażać spin elektronu?

Pytanie

Pyta Adam

W literaturze popularno-naukowej często podaje się że spin (wewnętrzny moment pędu) można sobie wyobrazić jako własność związaną z ruchem cząstki wokół własnej osi. Taki obraz spinu łatwo sobie wyobrazić w przypadku kiedy cząstka np. elektron jest sztywną kulką. Problem pojawia się jednak kiedy myślę o spinie w przypadku elektronu, który powinien być interpretowany jako chmura gęstości prawdopodobieństwa na przykład w atomie wodoru. Jak wówczas wyobrazić sobie spin ?

Odpowiedź

Odpowiada Jan Gaj

To właściwie nie jest pytanie z fizyki. Spróbuję odpowiedzieć, jak sobie spin wyobrażam. W takiej chmurze reprezentującej elektron można dostrzec nie tylko gęstość prawdopodobieństwa przebywania elektronu, ale i przepływy, podobnie, jak w prawdziwej chmurze. Jeżeli taki przepływ zachodzi wokół jakiejś osi, możemy mówić o momencie pędu w kierunku tej osi. Będzie to moment orbitalny. Moment pędu może też pochodzić od wirowania, powiedzmy kropelek wody, z jakich składa się chmura. To wirowanie składa się na moment pędu chmury jako całości. Taki moment pędu można nazwać wewnętrznym i tak właśnie wyobrażam sobie spinowy moment pędu elektronu.

To wszystko jest jednak tylko obrazem. Nie oddaje on w pełni właściwości mikroświata, do którego nasze wyobrażenia, ukształtowane przez obserwacje zjawisk w makroskali, nie najlepiej pasują.

Krystian: W wyobrażeniu tego i innych zjawisk ma pomagać nowy system wizualizacji (i „udźwiękowienia”) danych, tzw. AlloSphere. Opis, wykład i prezentacja tutaj http://www.ted.com/talks/lang/eng/joann_kuchera_morin_tours_the_allosphere.html