Spin

Một hạt cơ bản như electron có thể quay trên một quỹ đạo xung quanh hạt nhân như trái đất quay quanh mặt trời. Tuy nhiên, có điều khác là cách miêu tả sự “tự quay” của electron khác với cách miêu tả sự “tự quay” của trái đất.

Khi một đối tượng “tự quay” quanh mình, các điểm nằm trên trục quay không chuyển động. Tuy nhiên, nếu một đối tượng nào đó có dạng điểm thì nó sẽ không có điểm nào khác nằm ngoài bất kỳ trục quay nào. Và như vậy, sẽ không có chuyển động “tự quay” của một chất điểm. Quan điểm này về sau đã bị nghi ngờ bởi các nhà vật lý lượng tử.

Năm 1925, hai nhà vật lý người Hà Lan là George Uhlenbeck và Samuel Goudsmit đã nhận thấy rằng: một khối lượng lớn các số liệu thực nghiệm khó hiểu liên quan đến tính chất của ánh sáng – phát xạ và hấp thụ bởi các nguyên tử – có thể giải thích được nếu như giả thiết rằng “electron có một mô men từ riêng đặc biệt”.

Trước đó, nhà vật lý người Pháp, Andre Marie Ampere đã chứng tỏ rằng các điện tích chuyển động sinh ra từ trường, George Uhlenbeck và Samuel Goudsmit cũng đi theo hướng đó và cho rằng electron có một loại chuyển động đặc biệt tạo ra tính chất từ phù hợp với các số liệu đo được, đó là chuyển động tự quay.

Spin

Hai ông đã viết một bài báo ngắn, với kết luận “các electron vừa quay vừa tự quay”. Theo bài báo ngắn trên, mỗi electron trong vũ trụ luôn luôn và mãi mãi tự quay với một tốc độ cố định và không bao giờ thay đổi và vì thế chúng luôn có mô men động lượng riêng – sau gọi tắt là spin.

Spin của electron không phải diễn tả trạng thái chuyển động nhất thời như đối với những vật quen thuộc mà diễn tả trạng thái tự quay cố hữu, không rõ nguyên nhân, xung quanh một trục riêng của nó. Quan niệm này về sau được cho là mâu thuẫn với thuyết tương đối.

Tuy nhiên, dù nguồn gốc sinh ra spin như thế nào chưa rõ, spin của tất cả các hạt cơ bản tạo nên thế giới vật chất, như electron, quark đều khác không và bằng 1/2, các hạt truyền tương tác, như photon cho tương tác điện từ, đều có spin bằng 1. Các hạt tạo bởi quark có thể có spin 1/2 như proton, neutron và cũng có thể có spin bằng 0, như pi – meson.

Như vậy, spin là một đặc trưng nội tại của hạt, nó cố hữu giống như khối lượng và điện tích và được dùng để cá thể hóa hạt đó. Nếu một electron không có spin thì nó không còn là một electron nữa.

Ý tưởng về spin ban đầu chỉ hình thành cho electron, nhưng sau đó các nhà vật lý đã mở rộng cho tất cả các hạt vật chất được liệt kê trong bảng các thế hệ hạt cơ bản. Hạt graviton, nếu có, là hạt truyền tương tác hấp dẫn và sẽ có spin bằng 2. Spin được Ralph Kronig – đồng thời và độc lập với ông là George Unlenbeck và Samuel Goudsmit – đưa ra khái niệm lần đầu vào năm 1925.

Nguồn Wikipedia.org

Advertisements

Về Thành
Tiến lên phía trước!

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: