D i s k u s s i o n


 Beitrag 0-122
Wie sich die physikalische Größe » Spin « definiert

 
 

 
Zum » Spin « der Elementarteilchen

 
 
Gewisse Elementarteilchen — Elektronen etwa — verhalten sie wie kleine Magnete.
 
Wir denken uns die Lage dieses Magneten beschrieben durch einen imaginären Pfeil — genannt » Spin « — und stellen dann fest, dass der eine recht merk­würdige Eigenschaft hat:
 
Wählt man irgend eine, völlig beliebige Richtung und frägt das Teilchen dann, ob sein Spin in diese Richtung zeige, so bekommt man entwder die Antwort JA oder die Antwort NEIN, niemals aber irgend eine andere Antwort.
 
Statt JA oder das NEIN sagen die Physiker « Spin up « bzw. » Spin down «.
 
 
Das Merkwürdige also ist, dass es dem Spinpfeil irgendwie nicht möglich zu sein scheint, in eine Richtung zu zeigen, die nicht die ist, auf die sich unsere Frage bezog.
 
Noch merkwürdiger: Werden zwei Teilchen gleicher Art, die Spin haben, z.B. zwei Elektronen e1 und e2, durch ein und dasselbe atomare quantenphysikalische Ereignis erzeugt, so sind sie hinsichtlich Spin mit einander verschränkt.
 
Dies bedeutet: Fragen wir e1 nach seinem Spin, so wird es mit » up « oder » down « antworten. Dieselbe Frage dann auch dem e2 gestellt, wird die jeweils andere Antwort ergeben — und das selbst dann noch, wenn e2 inzwischen ans andere Ende der Milchstraße gebracht worden ist.
 
 
Note: Der Begriff der » Verschränkung « von Quanten wurde geprägt durch Erwin Schrödinger: Discussion of Probability Relations between seperated Systems, Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 31, 555 (1935).

 

  Beitrag 1999-57
Spin verstehen und messen

 
 
Hallo Harti,

wichtig zu wissen ist, dass die Begriffe "Spin" und "Drehung" eigentlich gar nichts miteinander zu tun haben.

Man versteht den Begriff » Spin « erst dann, wenn man dieses Wort liest als

» Richtung der Ablenkung in einem (durch die Messapparatur) gegebenen Magnetfeld «.


Das Spannende daran ist, dass Teilchen, die durch so ein Magnetfeld überhaupt abgelenkt werden, dabei stets nur parallel zu genau einer Geraden abgelenkt werden — in genau zwei, einander genau entgegengesetzten Richtungen also (siehe Spin-Messer).

In  w e l c h e r  dieser beiden Richtungen die Ablenkung dann aber tatsächlich erfolgt, ist nach allem, was man weiß, absolut zufällig.

Mehr noch: Die Richtung der Geraden, von der ich da spreche, wird durch das vom Messapparat erzeugte Magnetfeld definiert. Ist der Messung eine andere Messung vorausgegangen, so wird das Verhältnis der Wahrscheinlichkeiten, mit der sich das eine oder das andere der beiden möglichen Messresultate ergibt, abhängig vom Winkel sein, der zwischen den Richtungen der beiden Geraden besteht. Nur dann, wenn sie senkrecht aufeinander stehen, wird dieses Verhältnis genau 1 sein (!).

Nicht das neue Messergebnis, wohl aber dieses Verhältnis ist daher abhängig von der vorher zuletzt gestellten Messfrage (die ja stets auch eine Neueinstellung des Teilchens bewirkt). Man hat hier also eben dieselbe Gesetzmäßigkeit, die auch bei Messung der Eigenschaft "Polarisation eines Photons" beobachtet wird.

Die Erklärung hier macht das nur teilweise klar. Am genauesten erklärt finde ich all das durch Görnitz (z.B. auf den Seiten 106-107 seines Buches "Die Evolution des Geistigen").

Gruß, grtgrt

 

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