Strona głównaPytania → Jakie są metody badania spinu...

Jakie są metody badania spinu cząstki?

Pytanie

Pyta Magda

Jakie są metody badania spinu cząstki? Czy badanie spinu polega na znalezieniu jego składowych?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Każda z cząstek elementarnych ma ściśle określony spin całkowity. Po odkryciu każdej nowej cząstki (fundamentalnej lub stanu związanego) staramy się wyznaczyć jej spin całkowity. Jeśli jest to cząstka niestabilna, robimy to badając np. rozkłady kątowe pędów produktów jej rozpadu. Jeśli jest to cząstka stabilna, to informację o jej spinie całkowitym można uzyskać na podstawie badania procesów, w których to ona jest produktem rozpadu.

Naładowane cząstki fundamentalne o niezerowym spinie, a także znane nam stany związane o niezerowym spinie mają niezerowy moment magnetyczny, którego wartość i rzut na wybraną oś powiązane są z wartością i rzutem spinu. Niespolaryzowaną wiązkę takich cząstek możemy przepuścić przez niejednorodne pole magnetyczne, i obserwować jej rozdzielenie na kilka wiązek, w zależności od wartości całkowitego spinu. Na tym właśnie polegało słynne doświadczenie Sterna-Gerlacha.

W mechanice kwantowej nie możemy wyznaczyć równocześnie wszystkich składowych spinu danej cząstki. Możemy wyznaczyć równocześnie tylko spin całkowity oraz rzut spinu na pewną wybraną oś. Wiązka cząstek o ustalonym rzucie spinu na pewną oś nazywa się wiązką spolaryzowaną. Eksperymenty posługujące się wiązkami spolaryzowanymi dostarczają nam dodatkowych informacji o spinach.