Kérdés:
Einstein zavara Stern-Gerlach kapcsán
Ben Crowell
2017-06-16 03:10:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A Stern-Gerlach kísérlet történeti leírásában [Friedrich 2003] a következőket mondja:

Többek között Einstein és Paul Ehrenfest küzdött annak megértésével, hogy az atommágnesek hogyan vehetnek fel határozottat, előre elrendelt orientációk a terepen. Mivel az atomok interakciós energiája a mezővel eltér az orientációjuktól, rejtély maradt, hogy a hasadás miként történhet meg, amikor az atomok véletlenszerű orientációval lépnek be a mezőbe, és sűrűségük a nyalábban olyan alacsony, hogy ütközések nem következnek be energiacserére.

Ezt az idézetet adják Einsteinből (egy 1922. márciusi, Bornnak írt levélből):

A legérdekesebb eredmény ezen a ponton Stern és Gerlach kísérlete. Az atomok sugárzási [csere] útján történő ütközése nélküli összehangolása a jelenlegi [elméleti] módszerek alapján nem érthető; több mint 100 évnek kell eltelnie, amíg az atomok egymáshoz igazodnak. Ehhez egy kis számítást végeztem [Paul] Ehrenfesttel. [Heinrich] Rubens a kísérleti eredményt teljesen biztosnak tartja.

Gerlach's postcard to Bohr

Meg tudja magyarázni ezt valaki? Klasszikusan, ha véletlenszerűen orientált dipólusnyalábot küldünk egy Stern-Gerlach spektrométeren keresztül, akkor olyan ellipszoidszerű mintára számítunk, amely nincs felosztva jól definiált komponensekre. A modern kvantummechanika szerint azt várjuk, amit kapunk a híres képeslapból, amelyet Gerlach Bohrnak küldött, fent.

Tehát nyilvánvalóan Einstein egy elméleti univerzumban dolgozott, amely nagyon primitív volt, és a modern kvantummechanika csak egy részhalmazát tartalmazta. Ennek az alkészletnek azonban tartalmaznia kell az "űrkvantálást", azaz a szögmomentum kvantálását hbar egységekben egy adott tengely mentén. Gondolom, erre utalnak az emberek a korai kvantumelméletre. Abban az időben az elektronpörgés ismeretlen volt, és a Stern-Gerlach-eredményt diadalmas bizonyítékként értelmezték, hogy az ezüstatom páratlan elektronjának orbitális szögmomentuma a két értékkel rendelkezik: $ \ pm \ hbar $. (A nulla tilos volt.)

Mi volt az a közbenső elmélet, amelynek alapján a nyaláb két diszkrét komponensre történő felosztását a kvantálás bizonyítékaként értelmezték, de Einstein aggodalma az időskálák miatt mégis megjelent? Mi lett volna az az érvelés, amely miatt ez az aggodalom az időskálákkal kapcsolatban felmerült volna? . 56

Egy válasz:
Ben Crowell
2017-06-25 02:25:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Erre egy magyarázatban találkoztam, amelyre Nick R rámutatott, Schmidt-Boecking et al., "The Stern-Gerlach Experiment Revisited", https://arxiv.org/pdf/1609.09311. pdf.

Einstein és Ehrenfest láthatóan a következőképpen indokolt. Mielőtt egy adott ezüstatom belépne a mágneses mezőbe, a $ \ mu $ mágneses nyomatéka véletlenszerűen irányul. Amint belép a mágneses mezőbe, energiája van $ \ mu \ cdot B $. Hacsak nincs mechanizmus az energia bejuttatására az atomba vagy onnan, ez az energia nem változhat, és ezért a mágneses momentum csak a $ B $ vektorra vonatkozhat, de az irányát nem változtathatja meg azt. Az energiaveszteség egyik mechanizmusa a Larmor sugárzás, de ez nagyon gyenge, és 100 évbe telik, hogy elegendő hatása legyen az összehangoláshoz - sok nagyságrenddel túl hosszú az aktuális készülék atomjainak repülési ideje alatt. / p>

Tehát fogalmilag hiányzott az az ötlet, hogy egyetlen atom, mielőtt a mezőre lép, két különböző állapot szuperpozíciójában lehet, a mágneses momentum a mezővel párhuzamosan vagy azzal ellentétesen orientálva.

Ha az elektron mindig egymással párhuzamos, vagy párhuzamos a mezővel párhuzamos od \ f állapotokban, akkor ezek mind miért merőlegesek egymásra? Klassikus és Qunatum magyarázatokat mikrofonoztál ?? @Ben Crowell


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...