Spin (fizik)
Spin ya da dönü, temel parçacıklar ve dolayısıyla bileşik parçacıklar (hadronlar) ve atom çekirdeklerince taşınan korunan bir niceliktir.[1][2]
Spin, kuantum mekaniğindeki iki tür açısal momentumdan biridir – diğeri ise yörüngesel açısal momentumdur. Yörünge açısal momentum operatörü, yörünge dönüşünün klasik açısal momentumunun kuantum mekaniğindeki karşılığıdır ve açı değiştikçe dalga fonksiyonunun periyodik yapısı olduğunda ortaya çıkar.[3][4] Fotonlar için spin, ışığın kutuplanmasının kuantum mekaniğindeki karşılığıdır; elektronlar için spinin klasik karşılığı yoktur.[kaynak belirtilmeli]
Elektronun spin açısal momentumunun varlığı, gümüş atomlarının yörünge açısal momentumu olmamasına karşın iki olası ayrık açısal momentuma sahip olduğunun gözlemlendiği Stern-Gerlach deneyi gibi deneylerden çıkarılmıştır.[5] Elektron spininin varlığı, spin-istatistik teoreminden ve Pauli dışarlama ilkesinden kuramsal olarak da çıkarılabilir ve tam tersi, elektronun özel spini verildiğinde, Pauli dışarlama ilkesi türetilebilir.
SI spin birimi, klasik açısal momentum ile aynıdır (yani, N · m · s, J ·s veya kg ·m 2 ·s −1). Uygulamada spin, dönüş açısal momentumunu açısal momentumla aynı boyutlara sahip olan indirgenmiş Planck değişmezine (ħ) bölerek boyutsuz bir spin kuantum sayısı olarak verilir; ancak bu değerin kesin hesaplaması bu değildir. Çoğu zaman, "spin kuantum sayısı" basitçe "spin" olarak adlandırılır. Bunun bir kuantum sayısı olduğu gerçeği örtüktür.
Tarihçe
[değiştir | kaynağı değiştir]1924'te Wolfgang Pauli, iki değerli klasik olmayan "gizli dönüş" nedeniyle var olan elektron durumlarının sayısının ikiye katlanmasını öneren ilk kişiydi.[6] 1925'te Leiden Üniversitesi'nden George Uhlenbeck ve Samuel Goudsmit, Bohr ve Sommerfeld'in eski kuantum kuramı ruhuyla[7] bir parçacığın kendi ekseni etrafında dönmesinin basit fiziksel yorumunu önerdiler.[8] Ralph Kronig, birkaç ay önce Kopenhag'da Hendrik Kramers ile tartışırken Uhlenbeck-Goudsmit modelini öngördü, ancak yayınlamadı.[8] Matematiksel teori, 1927'de Pauli tarafından derinlemesine çalışıldı. Paul Dirac 1928'de göreli kuantum mekaniğini türettiğinde, elektron spini bunun önemli bir parçasıydı.
Kaynakça
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ Merzbacher, Eugen (1998). Quantum Mechanics. 3rd. ss. 372-373. ISBN 9780471887027.
- ^ Griffiths, David (2005). Introduction to Quantum Mechanics. 2nd. ss. 183-184.
- ^ "Angular Momentum Operator Algebra" 27 Kasım 2022 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., class notes by Michael Fowler.
- ^ A modern approach to quantum mechanics, by Townsend, p. 31, 80.
- ^ Resnick, Robert (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles. 2nd. ss. 272-273. ISBN 9780471873730.
- ^ Pais, Abraham (1991). Niels Bohr's Times. Oxford: Clarendon Press. s. 201. ISBN 978-0-19-852049-8.
- ^ Uhlenbeck (February 1926). "Spinning Electrons and the Structure of Spectra". Nature. 117 (2938): 264-265. doi:10.1038/117264A0. 25 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi25 Temmuz 2021.
- ^ a b Abraham (1991). Niels Bohr's Times. Oxford: Clarendon Press. ss. 241-244. ISBN 978-0-19-852049-8.
