Tempus Fugit

Flera teoretiker kom 1925 fram till idén med roterande partiklar och anknöt detta till Paulis extra frihetsgrad. Dirac hävdar dock att han var omedveten om allt detta när han skapade partikelspin och spinorer 1928.

Pauli skapade 1927 en föregångare till Diracs ekvation 1928. Han vidareutvecklade Schrödingers ekvation men nådde inte hela vägen fram. Den är ickerelativistisk men förutspår spinn.

Schrödinger upptäckte först kleingordonekvationen men förkastade den och försökte igen. 1926 återupptäckte Klein-gordon den när de försökte kombinera Schrödinger med relativitet. Ekvationen är relativistisk och kan förutspå läget för kvantpartiklar men förutspår inte spinn.

Dirac tog kvantmekanik och relativitetsteori och kombinerade dem och fick partikelspinn och en kvantifierad fältteori, där de kvantifierade fälten är partiklar.

Jag har undrat varför spinn uppkommer om man relativiserar kvantmekanik men har inte fått något begripligt svar. Tydligen undersökte Einstein med en assistent i början av 30-talet spinnteorin och godkände den.

Både Schrödinger och Diracs ekvationer är vågekvationer. Ljushastigheten c finns med i ekvationen och tid och rum hanteras som likvärdiga dimensioner. Diracs ekvation ledde genast till nya upptäckter. Han upptäckte halvspinnet som måste hanteras med spinormatte. Han upptäckte antimateria. Den förklarade Paulis exklusionsprincip. Ett problem var dock förekomsten av negativa partiklar som fick Dirac att föreslå Dirac sea som lösning.

Materia-fermioner och kraft-bosoner skiljer sej bara åt genom sitt spinn, och ändå är de väldigt olika. Fermioner har halvspinn och bosoner har helspinn. Detta är tydligen en beteckning på hastighet. Spinnet avtar aldrig utan är alltid konstant. Det är en inneboende egenskap hos partiklarna.

Den hypotetiska higgs-bosonen antas ha spinn 0 och den hypotetiska gravitonen antas ha spinn 2.

Fermioner följer Paulis exklusionsprincip som säger att två fermioner inte kan vara i samma tillstånd och därför bygger fermioner upp de mer avancerade strukturer som kallas atomer. Bosoner däremot kan vara hur många som helst i samma tillstånd.

Inom kvantfältteori antas partiklar vara punktformiga och inte ha några delar och spin kan därför egentligen inte vara klassisk rotation. Det finns även ett problem med att partiklarna verkar rotera i överljusfart (om man inte tar hänsyn till att de inte roterar och inte har några delar).

En del av dessa obegripligheter försvinner i strängteori där partiklarna inte antas vara punktformiga, vilket löser många problem. Partiklarna ses som små strängar och deras spinn blir helt enkelt deras egenrotation. Inom kvantfältteori däremot brukar man säga att spinn inte har någon motsvarighet inom klassisk fysik.

Fermioner  måste rotera 720 grader innan de har roterat ett helt varv. Går man runt en möbiusremsa så kommer man efter 360° till samma ställe men på fel sida om pappret. Går man ett varv till så kommer man till rätt sida och rätt ställe. Dirac tycks ha uppfunnit spinors oberoende av andra som hade uppfunnit spinors tidigare. Spinors representerar rotation i "n"dimensioner. En möbiusstripp roterar ju såattsäga runt sej själv i längdriktningen.

Eftersom spinn är en ny, mystisk egenskap hos partiklar, på sätt och vis parallell med t.ex laddning och massa, så har mystik och övertro knutits till det. Teorin om Torsions fields skulle förklara allt från telepati till snabbare-än-ljuset-resor mha spinn.

Det går dock att utnyttja spinnet hos t.ex elektroner. Spintronics använder sej av elektroners spinn, snarare än deras elektriska laddning, i tekniska sammanhang.

andra bloggar om