G06 Spin |
Spezialfall eines Drehimpulses,
der nur relativistisch erklärt werden kann, der aber in der
nichtrelativistischen Quantenphysik als zusätzliche Eigenschaft von Fermionen
wie Elektronen oder Neutronen adhoc integriert wird. Im Unterschied zum
"ganzzahligen" Bahn-Drehimpuls L (seine Komponente in
eine beliebig gewählte Vorzugsrichtung, z.B. die z-Richtung, hat
ausschließlich ganzzahlige Vielfache von h = h/2·π, also
0 · h, 1 · h, 2 · h,
...) ist der Spin-Drehimpuls S "halbzahlig",
d.h. seine Komponente in eine beliebig gewählte
Vorzugsrichtung, z.B. die z-Richtung, hat ausschließlich halbzahlige
Werte, also 1/2 · h, 3/2 · h, ... und
jeweils Werte mit umgekehrten Vorzeichen.
Der Spin eines Elektrons ist 1/2 · h, d.h.
seine Komponente in eine beliebig gewählte Vorzugsrichtung
(z.B. z-Richtung) ist 1/2 · h oder - 1/2 · h.
Eine rotationsinvariante Funktion dieser Art ist z.B. sin(S·α). Gemäß S·α
= n·2·π mit S = 1/2 muss man nämlich jeweils doppelte Drehungen,
also um den Winkel α = n·2·π/S = n·4·π,
durchführen, wobei n = 0, 1, 2, 3, ... , damit die relativistisch
erweiterte, "gedrehte" Wellenfunktion (genau genommen, der "Spinor", der
hier nicht erläutert werden soll) identisch mit der ursprünglichen ist.
( h = h/2·π )
Photonen haben "ganzzahligen" Spin 1 · h
= h. Seine Komponenten in eine beliebige z-Richtung
können also h, 0, - h sein. Photonen
sind deshalb Bosonen.