151. Вверх/вниз, плюс/минус: как природа принимает решение расщепить поток электронов? Спинор ...
Канал «Научная Тематика»! Поддержать канал Донатом🧧💰👇. Перевод на карту: Сбер: 4817 7601 3927 9347 Т-банк: 2200 7017 8811 7452 Сервисы раннего доступа, смотри видео раньше и поддержи канал: Подписка на Boosty • https://boosty.to/ivanovskiy/donate Подписка на VK_Donut • https://vk.com/donut/ivanovskiysergey Канал в соцсетях👇 Телеграм • https://t.me/ivanovskiysergey ВК • https://vk.com/ivanovskiysergey Дзен • https://dzen.ru/ivanovskiysergey Rutube •https://rutube.ru/video/person/30197834 ------------------------------------------------------------------------------- Основная тема: Как вращается спин электрона Лектор объясняет, что происходит с квантовым состоянием электрона (его «спином»), когда мы поворачиваем измерительный прибор (магнит Штерна-Герлаха) в пространстве. 1. Повороты и их странности Разворот на сто восемьдесят градусов. Если мы перевернем прибор вверх ногами, то электроны, которые летели «вверх», теперь полетят «вниз», и наоборот. То есть состояния «плюс» и «минус» меняются местами. Полный оборот на триста шестьдесят градусов. В обычной жизни, если повернуться вокруг своей оси, всё станет как было. В квантовом мире всё хитрее: если повернуть электрон на полный круг, он вернется в исходное состояние, но его описание (волновая функция) поменяет знак на противоположный. Чтобы всё вернулось на круги своя полностью, нужно повернуться дважды (на 720 градусов). Поворот на девяносто градусов. Лектор находит способ описать промежуточный поворот. Это делается через специальные таблицы чисел (матрицы), которые показывают, как смешиваются состояния «вверх» и «вниз». 2. Вероятности при измерении Представьте эксперимент. Мы отфильтровали электроны, у которых спин направлен строго вверх. Затем пропускаем их через второй прибор, который наклонен под каким-то углом. Лектор показывает, как предсказать результат. Оказывается, вероятность того, что электрон пролетит как «плюс» или как «минус», зависит от половины угла поворота прибора. Если повернуть прибор на 90 градусов, шансы обнаружить спин «вверх» или «вниз» становятся пятьдесят на пятьдесят. Сумма вероятностей всегда равна ста процентам (электрон никуда не исчезает). 3. Что такое Спинор? В конце лекции лектор объединяет всё, что мы знаем об электроне. Раньше у нас была просто «волновая функция», описывающая, где электрон находится в пространстве вокруг атома. Теперь к этому добавляется информация о спине. Получается новая конструкция, которую называют спинор. Грубо говоря, это столбик из двух значений: одно отвечает за вероятность того, что спин направлен вверх, а второе — что вниз. Каждое из этих значений умножено на обычную пространственную функцию электрона. Итог и взгляд в будущее. Мы научились полностью описывать состояние электрона, учитывая и его положение, и его вращение (спин). Но лектор предупреждает: это еще не всё. В атоме водорода есть ядро (протон), и у протона тоже есть свой спин. В следующий раз придется разбираться, как спин электрона и спин протона влияют друг на друга.
Канал «Научная Тематика»! Поддержать канал Донатом🧧💰👇. Перевод на карту: Сбер: 4817 7601 3927 9347 Т-банк: 2200 7017 8811 7452 Сервисы раннего доступа, смотри видео раньше и поддержи канал: Подписка на Boosty • https://boosty.to/ivanovskiy/donate Подписка на VK_Donut • https://vk.com/donut/ivanovskiysergey Канал в соцсетях👇 Телеграм • https://t.me/ivanovskiysergey ВК • https://vk.com/ivanovskiysergey Дзен • https://dzen.ru/ivanovskiysergey Rutube •https://rutube.ru/video/person/30197834 ------------------------------------------------------------------------------- Основная тема: Как вращается спин электрона Лектор объясняет, что происходит с квантовым состоянием электрона (его «спином»), когда мы поворачиваем измерительный прибор (магнит Штерна-Герлаха) в пространстве. 1. Повороты и их странности Разворот на сто восемьдесят градусов. Если мы перевернем прибор вверх ногами, то электроны, которые летели «вверх», теперь полетят «вниз», и наоборот. То есть состояния «плюс» и «минус» меняются местами. Полный оборот на триста шестьдесят градусов. В обычной жизни, если повернуться вокруг своей оси, всё станет как было. В квантовом мире всё хитрее: если повернуть электрон на полный круг, он вернется в исходное состояние, но его описание (волновая функция) поменяет знак на противоположный. Чтобы всё вернулось на круги своя полностью, нужно повернуться дважды (на 720 градусов). Поворот на девяносто градусов. Лектор находит способ описать промежуточный поворот. Это делается через специальные таблицы чисел (матрицы), которые показывают, как смешиваются состояния «вверх» и «вниз». 2. Вероятности при измерении Представьте эксперимент. Мы отфильтровали электроны, у которых спин направлен строго вверх. Затем пропускаем их через второй прибор, который наклонен под каким-то углом. Лектор показывает, как предсказать результат. Оказывается, вероятность того, что электрон пролетит как «плюс» или как «минус», зависит от половины угла поворота прибора. Если повернуть прибор на 90 градусов, шансы обнаружить спин «вверх» или «вниз» становятся пятьдесят на пятьдесят. Сумма вероятностей всегда равна ста процентам (электрон никуда не исчезает). 3. Что такое Спинор? В конце лекции лектор объединяет всё, что мы знаем об электроне. Раньше у нас была просто «волновая функция», описывающая, где электрон находится в пространстве вокруг атома. Теперь к этому добавляется информация о спине. Получается новая конструкция, которую называют спинор. Грубо говоря, это столбик из двух значений: одно отвечает за вероятность того, что спин направлен вверх, а второе — что вниз. Каждое из этих значений умножено на обычную пространственную функцию электрона. Итог и взгляд в будущее. Мы научились полностью описывать состояние электрона, учитывая и его положение, и его вращение (спин). Но лектор предупреждает: это еще не всё. В атоме водорода есть ядро (протон), и у протона тоже есть свой спин. В следующий раз придется разбираться, как спин электрона и спин протона влияют друг на друга.