Monday, August 1, 2011

Spinnist

Spinni on võrreldud kõige rohkem pöördimpulsiga kuid spinni väärtus on järjepidevalt kahega jagatud täisarv. Pöördimpulss L on vektor, mis on siin illustreeritud vurri näitel ning see tähistab pöörleva objekti pöörlemist põhjustava energia hulka. Illustratsioonil kõige ülemine nool tähistab pöörlemistelje kõikumist koonuse pinna kujuliselt.
\mathbf{L} = \mathbf{r}  \times \mathbf{p} =  \mathbf{r} \times m\mathbf{v}\, ,

pöörleva objekti raadius on r ja selle pöörlemisinerts p. Pöördimpulsi energia säilib kui pöörleva objekti raadius muutub. See põhjustab pöörleja raadiuse langusel (näiteks uisutajal või toolil pöörleja käte keha juurde tõmbamisel) pöörlemiskiiruse tõusu ning raadiuse suurenemisel pöörlemise aeglustumist.
Spinni olemasolule viitas Stern-Gerlach'i eksperiment. Juhtides dipooli (kahe poolusega magnetväli) läbi ebaühtlase magnetvälja hakkab selle pöörlemistelg koonuse kujuliselt kõikuma kuid ühtlase magnetvälja läbimisel seda ei paista. Kui pöörlevale objektile mõjub väline lükkav jõud ning muud mõjutajad pole olulised, siis on nende koonuse laadne kõikumine selline, et kõrvalekalle vertikaalteljest on alati jõu (näiteks magnetvälja) liikumissuunaga ristisuunaline.
T_p = \frac{4\pi^2I_s}{\ mgrT_s}
Jõu mõjul tekkinud aeglase kõikumise (Tp) sageduse valem. Ts on objekti pöörlemise sagedus ümber oma tavalise pöörlemistelje. Is on pöörlemise inerts (sisaldab massi ja pöörlemiskiirust). Kõrvalise jõu poolt tulnud energia ja raadius on mgr sees. Valguse kiiruse lähedal peaks valem teine olema aga eeldan, et tõenäoliselt püsib nende asukoht jagamismärgi suhtes. Tugevam väline jõud või objekti kiirem pöörlemine peaks aeglustama telje kõikumist ning suurem pöörlemise inerts peaks telje kõikumist kiirendama.
Kui osakeste spinnid (pöördimpulsid) oleks juhuslikud ja mitmekülgsed, siis oleks magnetvälja mõju nende liikumisele mitmekülgne ja osakesi peaks leidma hajusalt ning juhuslikult suurel pinnal. Reaalselt leiti, et osakesed kaldusid kõrvale kahes eri suunas (kummagi magnetpooluse suunas) ja kindla kõrvalekalde nurgaga, millest paistis ühtlast pöördimpulssi.

Elektronil, prootonil, neutronil ja nendes olevates kvarkides on spinni väärtust 1/2. Elektronil võib olla kaks vastandmärgilist spinni ning spinnide pöördimpulsi hulk on +ħ/2 või −ħ/2. Footonitel, gluuonitel ja teistel bosonitel on spinn +1. Osadel osakestel on võib spinn olla 3/2 kuid sellised osakesed säilivad alla triljondiku sekundi.
Spinni energiahulk on selline, et kui elektromagnetlainekiirgus peaks lainetama 1 hertsi juures, siis spinnis on umbes 13 korda vähem energiat kui sellises footonis.

Kui osake peaks sattuma kohta, kus sellele mõjub pöörlemist tekitav jõud ja kus saab selles toimuvaid sündmusi otsida, siis pööreldes 360 kraadi peaks sündmuse tõenäosus muutuma aga tehes kokku 720 kraadise pöörde taastuks selle algolek.

No comments:

Post a Comment