Der Spin

Sarahhhhh12345 · Anmeldungsdatum: 08.12.2018 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo,

Nach langer Suche nach der richtigen Antwort auf meine Frage, sah ich keine andere Möglichkeit außer hier zu fragen.

Meine Frage lautet:
Was ist der Spin?

Meine Ideen:
Was ich bis jetzt gelesen habe, hat mich nur noch mehr verwirrt.
Teilchen (Elektronen, Protonen) sollen sich um ihre eigene Achse drehen aber auch irgendwie nicht.
Wie soll ich jetzt das ganze verstehen.
Was beschreibt denn diese Größe? Drehen sich nun diese Teilchen oder nicht?
Und für was stehen die Werte 1/2, 1, 3/2 etc.? Was beschreiben sie genau?
Und warum soll ein Kern mit gerader Massenzahl eine Kernspinquantenzahl von 0 haben? Ich meine die Protonen und Neutronen drehen sich ja immer noch.
Was passiert genau, wenn man den Atomkern mit Radiowellen bestrahlt?
Anhand welches Modell lässt sich das ganze erklären?
Wie soll ich mir die Drehung der Protonen und Neutronen vorstellen, wenn sie eng bei einander liegen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

Zunächst darfst du dir das keinesfalls als klassische Teilchen vorstellen. In der Quantenmechanik werden stattdessen sogenannte Wellenfunktionen verwendet, die eine Art Wahrscheinlichkeitsdichte beschreiben.

Demnach rotiert da auch nichts.

Allerdings kann man theoretisch berechnen sowie experimentell zeigen, dass den Objekten tatsächlich die Eigenschaft eines Drehimpulses zukommt, und dass dieser quantisiert ist. Dieser intrinsische Drehimpuls wird Spin genannt.

Betrachtet man den Bahndrehimpuls einer um ein Zentrum rotierende Masse m mit Abstand r und Bahngeschwindigkeit v, so gilt für den Betrag von Impuls p sowie Drehimpulses L

Die Einheit des Drehimpulses ist die einer sogenannten Wirkung S. Viele quantisiere Größen in der Natur treten als Vielfache einer kleinstmöglichen Wirkung auf, dem sogenannten Planckschen Wirkungsquantum h bzw.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Plancksches_Wirkungsquantum

Es zeigt sich, dass Drehimpulse und Spins quantisiert sind. Eigentlich ist ein Drehimpuls bzw. Spin so etwas ähnliches wie Vektor; die Komponente dieses Vektors parallel zur „Rotationsachse“ wird mit dem Index z für die frei wählbare z-Achse bezeichnet. Für Spins s gilt

wobei die physikalische Größe eigentlich

ist.

In makrokopischen Dimensionen bemerkt man von der Quantisierung natürlich nichts.

Mikroskopisch kann man Teilchen in Bosonen und Fermionen einteilen. Erstere sind z.B. das Photon mit Spin 1, das Higgsboson mit Spin 0, Atomkerne mit geradzahliger Anzahl von Nukleonen. Letztere sind z.B. Elektron, Quark, Neutrino oder nicht-elementare Teilchen wie Proton, Neutron mit Spin 1/2.

RealityFan · Anmeldungsdatum: 29.11.2018 Beiträge: 17 Wohnort: Saarbrücken

Hier ein interessanter Artikel

https://www.scientificamerican.com/article/proton-spin-mystery-gains-a-new-clue1/

Siehe folgenden Satz:
The dynamics of confinement also affect the spin polarization of quarks and gluons

Resolving the proton spin crisis is vital not just for understanding spin, but to learn where protons and many other particles get their masses. The recently discovered Higgs boson is often said to be responsible for bestowing mass on all other particles. This is true, but is not the whole truth, Rojo says. In addition to the Higgs mechanism, another process is at work to give protons mass. This process is related to confinement—the reason quarks and gluons are always found confined within other particles, such as protons, and never alone. The dynamics of confinement also affect the spin polarization of quarks and gluons. “One of the most outstanding problems in modern theoretical physics is to understand confinement,” Rojo says. “The better we understand the polarization distribution of quarks and gluons, the closer we get to an understanding of confinement. With our data we have the underlying mechanism for confinement and ultimately for where the mass of the protons comes from.”

Da sich im Universum eigentlich alles dreht, bis hin zur Spiralgalaxie, würde ich es nicht unterschreiben, dass sich im Mikrokosmos nichts dreht.
In der Natur gilt u.a. das Ähnlichkeitsprinzip.
Frohes Neues

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026