첫댓글거시세계에서 회전 운동하는 물체의 운동은 각운동량이라는 물리량으로 묘사할 수 있습니다. 특별히 거시적인 강체의 자전운동을 스핀 운동이라고도 부르는데, 미시세계에서 전자와 같은 기본 입자들이 공간적인 자전운동으로는 도저히 해석할 수 없는 스핀 (각운동량)을 가진다는 사실을 실험적으로 알게 되었습니다. 이론적으로 물리학자들이 고전역학을 양자역학으로 전환하는 여러 가지 알고리즘(양자화 과정)을 가지고 있는데, 특수 상대성이론을 같이 고려할 때 양자역학에 자연스럽게 스핀이 나타납니다. 그래서 스핀 현상은 고전역학적이지 않고 거시세계에서 사는 사람이 이해하기에 어려움이 있습니다. 질량이나 전하를 특정한 입자가 가지는 고유한 특성으로 이해하는데 스핀 또한 그 입자의 고유한 특성으로 보시면 될 것 같습니다.
각운동량은 크기와 방향을 가지는 물리량(벡터량)입니다. 입자들이 가지는 스핀은 입자마다 크기가 정해져 있고 그 크기는 특정한 값만 가능합니다. 스핀의 방향 또한 스핀의 정해진 크기에서 특정한 값들만을 가질 수 있게 됩니다. 스핀의 크기를 결정하는 수를 스핀 양자수라고 부르는데 예를 들어서 전자, 중성미자, 쿼크 같은 입자들은 스핀 양자수 1/2, 광자, W, Z-보존 같은 입자들은 1입니다. 유명한 힉스 입자는 스핀 양자수가 0, 중력을 매개하는 중력자가 있다면 스핀 양자수 값이 2일 것으로 추측하고 있습니다. 이처럼 스핀 양자수는 정수(0, 1, 2, 3, ...) 또는 반정수(1/2, 3/2, 5/2, ...)가 가능합니다. 그래서 정수배의 스핀양자수를 가지는 입자를 보존(또는 보손)이라 부르고 반 정수배를 가지는 경우를 페르미온이라고 합니다. 보존인 입자들은 힘을 매개하는 매개입자의 역할을, 페르미온인 입자들은 물질을 구성하는 물질 입자들의 역할을 합니다. 자세한 설명은 여러 교양서적이나 현대물리학이라는 제목의 교재들을 참고하시면 도움이 될 것입니다.
스핀은 고전역학에는 없는 개념입니다~ 자기장실험에서 생기는 오차를 매꾸기 위해 파울리가 도입한 것입니다. 고전모델에서는 전자는 궤도 운동을 한다고 보는데 궤도운동에 대응하는 각운동량과 자기장과의 상호작용에 의한 것으로는 실험결과를 설명할 수가 없었습니다. 따라서 실험결과에 대응하는 것과 각운동량과 비슷한 구조를 주어 만들었습니다~ 곧 각운동량 하나를 더 만들었고 이것은 전자가 본질적으로 가지고 있는 것으로 했습니다~결국 이것은 방정식에 스핀이 있어야 함을 의미하고 스핀구조를 곧 행렬구조를 슈뢰딩거 방정식에 집어넣어 만든 방정식이 디랙방정식입니다~ 또한 충돌 실험에서 여러 입자가 나오는 것을 보고 다시 만든 것이 양자장론 입니다. 곧 양자역학은 실험을 통해 방정식을 수정하면서 만든 이론입니다. 양자중력이 실패한 이유는 여러 이유가 있지만 실험데이터가 없기 때문이기도 합니다
첫댓글 거시세계에서 회전 운동하는 물체의 운동은 각운동량이라는 물리량으로 묘사할 수 있습니다. 특별히 거시적인 강체의 자전운동을 스핀 운동이라고도 부르는데, 미시세계에서 전자와 같은 기본 입자들이 공간적인 자전운동으로는 도저히 해석할 수 없는 스핀 (각운동량)을 가진다는 사실을 실험적으로 알게 되었습니다. 이론적으로 물리학자들이 고전역학을 양자역학으로 전환하는 여러 가지 알고리즘(양자화 과정)을 가지고 있는데, 특수 상대성이론을 같이 고려할 때 양자역학에 자연스럽게 스핀이 나타납니다. 그래서 스핀 현상은 고전역학적이지 않고 거시세계에서 사는 사람이 이해하기에 어려움이 있습니다. 질량이나 전하를 특정한 입자가 가지는 고유한 특성으로 이해하는데 스핀 또한 그 입자의 고유한 특성으로 보시면 될 것 같습니다.
각운동량은 크기와 방향을 가지는 물리량(벡터량)입니다. 입자들이 가지는 스핀은 입자마다 크기가 정해져 있고 그 크기는 특정한 값만 가능합니다. 스핀의 방향 또한 스핀의 정해진 크기에서 특정한 값들만을 가질 수 있게 됩니다. 스핀의 크기를 결정하는 수를 스핀 양자수라고 부르는데 예를 들어서 전자, 중성미자, 쿼크 같은 입자들은 스핀 양자수 1/2, 광자, W, Z-보존 같은 입자들은 1입니다. 유명한 힉스 입자는 스핀 양자수가 0, 중력을 매개하는 중력자가 있다면 스핀 양자수 값이 2일 것으로 추측하고 있습니다.
이처럼 스핀 양자수는 정수(0, 1, 2, 3, ...) 또는 반정수(1/2, 3/2, 5/2, ...)가 가능합니다. 그래서 정수배의 스핀양자수를 가지는 입자를 보존(또는 보손)이라 부르고 반 정수배를 가지는 경우를 페르미온이라고 합니다. 보존인 입자들은 힘을 매개하는 매개입자의 역할을, 페르미온인 입자들은 물질을 구성하는 물질 입자들의 역할을 합니다. 자세한 설명은 여러 교양서적이나 현대물리학이라는 제목의 교재들을 참고하시면 도움이 될 것입니다.
그러면 회전하는 물체에서 볼 수 있는 물리량이 실제 회전하지 않는 입자인데도 나타나는데, 이를 스핀이라고 하는거군요. 스핀 양자수에 대한 내용도 흥미로워보여요! 말해주신대로 책 참고해서 더 알아보겠습니다. 친절한 답변 감사드립니다!!
스핀은 고전역학에는 없는 개념입니다~ 자기장실험에서 생기는 오차를 매꾸기 위해 파울리가 도입한 것입니다. 고전모델에서는 전자는 궤도 운동을 한다고 보는데
궤도운동에 대응하는 각운동량과 자기장과의 상호작용에 의한 것으로는 실험결과를 설명할 수가 없었습니다. 따라서 실험결과에 대응하는 것과 각운동량과 비슷한 구조를 주어 만들었습니다~ 곧 각운동량 하나를 더 만들었고 이것은 전자가 본질적으로 가지고 있는 것으로 했습니다~결국 이것은 방정식에 스핀이 있어야 함을 의미하고 스핀구조를 곧 행렬구조를 슈뢰딩거 방정식에 집어넣어 만든 방정식이 디랙방정식입니다~ 또한 충돌 실험에서 여러 입자가 나오는 것을 보고 다시 만든 것이 양자장론 입니다. 곧 양자역학은 실험을 통해 방정식을 수정하면서 만든 이론입니다. 양자중력이 실패한 이유는 여러 이유가 있지만 실험데이터가 없기 때문이기도 합니다