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.