Что такое спин в квантовой физике.

Посмотрим, что говорит современная наука об этом явлении. Вот что пишут в Академике:

” Спин (от англ. spin — вертеть[-ся], вращение) — собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого".

И это все абсолютно верно. Верно и то, что спин имеет квантовую природу и не только из-за квантовых чисел, а из-за физического движения квантов. Об этом будет рассказано ниже. Также можно будет понять, что означает такое: и собственный момент импульса есть, и в то же время нет перемещения частицы как целого.

Различные источники пишут:

” Спин измеряется в единицах ħ и равен ħJ, где J — характерное для каждого сорта частиц целое (в том числе нулевое) или полуцелое положительное число — так называемое спиновое квантовое число, которое обычно называют просто спином".

Чисел то этих, раз, два и обчелся. А именно, для элементарных частиц: 0, 1/3, 1/2, 2/3, 1 и 2. Постоянная Планка ħ=6,626 070 15∙10^-34 кг∙м²∙с^-1, как видите, имеет такую величину и размерность. А теперь посмотрите на табличку Стандартной модели:

Заметили, что все кварки и лептоны имеют спин равный 1/2ħ кг∙м²∙с^-1. С другой стороны спин – это “собственный момент импульса элементарных частиц”, который тоже имеет такую же размерность, как и постоянная Планка. Возможно вы заметили, что величина момента импульса зависит от массы (кг) объекта, распределения этой массы по объекту, параметр м. В общем чем больше масса, тем больше момент импульса. Вам не кажется подозрительным, что все 12 частиц (кварки и лептоны) обладают одной и той же величиной спина (собственным моментом импульса)?

И в то же время фотон, совсем не обладающий массой по мнению ученых, имеет спин равный 1*ħ кг∙м²∙с^-1. Как же так? В нем нет вообще никаких ни килограммов, ни микрограммов, никакой массы ни на йоту. И вдруг появляется какой-то момент импульса. Может быть, вы это понимаете как-то не так, как я. Подозрительно все это.

Ясно, критиковать то легко, если это не опасно, а можно ли что-нибудь предложить взамен? Да, у меня есть модель спина, отличная от классической, общепринятой, модели. Я придерживаюсь теории диалектического материализма, который утверждает, что природа не имеет ни начала, ни конца. Об этом хорошо рассказал Ленин в своем великолепном труде “Материализм и эмпириокритицизм”. Я считаю, что все частицы (электрон, позитрон, протон, нейтрон и другие) составные и состоят они из электрических и магнитных полей, организованных в определенные вихри.

Например, то что фотон состоит из вихрей у меня никакого сомнения нет. То, что его наука представляет в виде бестелесной синусоиды без основательны. У синусоиды нет никакой толщины, не определены ни амплитуда, ни длина. Только частота, но энергия не может зависеть от частоты, это показывает любой умформер. Вихри же делают фотон материальным.

Фотоны в свою очередь конденсируются во всевозможные частицы. Конденсация происходит одинаковым образом и под воздействием одних и тех же сил, которые уже давно открыты экспериментаторами. Как происходит процесс конденсации, я как мог рассказал в статье “Устройство электрона”. Пример электрона, содержащего три фотона, изображен на этом рисунке:

Фотон 1 состоит из 15 квантов, фотон 2 содержит 12 квантов, а фотон 3 составлен из 9 квантов. Конечно, таких электронов в природе не существует. Его можно случайно получить только в коллайдере, как бозон Хиггса, не более. Но эта конструкция не устойчивая и быстро распадется.

В обычных электронах фотоны состоят из триллионов и миллиардов квантов и расположены они друг за другом с шагом в один квант. Если допустить, что, например, в электронах нет фотона с энергией в 1000 квантов, то мы такой энергии в природе не сможем наблюдать из-за ее редкости. Такие фотоны могли бы появляться только в результате сложения других фотонов, например, фотонов энергии 800+200 квантов, но эту сумму мы не сможем хранить.

Такая упаковка (конденсация) фотонов, с уменьшением их энергии к периферии частицы, на первый взгляд кажется странной, но природа именно так и устроена, по крайней мере, в данном месте Вселенной. Может быть, в черной дыре или еще где-нибудь частицы устроены по-другому.

Дело в том, что вихри (1 – отрицательные электрические, 2 – отрицательные магнитные, 3 – положительные магнитные, 4 – положительные электрические) очень пластичны, примерно, как дым или жидкость. Дым от сигареты может извиваться в воздухе, из него некоторые курильщики умудряются строить кольца, струйка дыма может огибать объекты, просачиваться в щели и тому подобное. Рассказывают, что шаровые молнии могут проникать через различные щели и отверстия или могут из них появляться. А эти молнии это какое-то, пока не понятное для нас образование, похоже на что-то электрическое.

Из этих соображений можно допустить возможность фотонов наматываться на ядро сначала в виде меха гармони вначале плотно сжатого, а потом расширяющегося от слоя к слою. И потом, в конце концов, превратится в 1 квант, растянувшегося в нитку и замкнутого сам на себя.

Электрические отрицательные вихри каждого кванта пытаются оторвать фотон от электрона. Сила, которая пытается это сделать направлена вдоль кванта. Вот как показано на рисунке:

Сила Fk – это сила кванта. Ее можно разложить на две силы: Fц – центробежная сила, пытается увести квант от электрона и Fс – тангенциальная сила, двигающая квант по окружности вокруг электрона. Чем дальше фотон от центра электрона, тем меньше в нем квантов и тем больше наклон силы Fц относительно силы Fk. А угол между силами Fk и Fс уменьшается, и сила Fс возрастает.

Такое распределение силы ведет к тому, что скорость вращения фотона тем больше, чем дальше он находится от центра. То есть v3 > v2> v1.

Такое скольжение фотонов на поверхности электрона и есть спин. Это движение есть электрический ток, который индуцирует магнитное поле. Одновременно механическое движение фотона – это собственный момент импульса или по-научному спин. Поскольку электрон излучает и поглощает фотоны, то с точки зрения квантовой физики спин не является фиксированным параметром. И присваивать спину какое-нибудь квантовое число, кроме относительной ориентации, нет смысла.

Относительная ориентация формируется фотонами противоположной поляризации. В одном кванте первый отрицательный электрический вихрь вращается в одну сторону, а в другом кванте отрицательный электрический вихрь вращается в противоположную сторону. Фотоны из таких квантов конденсируются на ядре в противоположных направлениях и скользят по поверхности электрона в противоположных направлениях. В них моменты импульса будут направлены в противоположные стороны.

Вот такие квантовые числа 0 и 1 можно придать любой частице и можно эти числа формально назвать спином.