Question

粒子物理学中的自旋是什么意思

Answer 1

自旋，即是由粒子内禀角动量引起的内禀运动。在量子力学中，自旋（英语：Spin）是粒子所具有的内禀性质，其运算规则类似于经典力学的角动量，并因此产生一个磁场。虽然有时会与经典力学中的自转（例如行星公转时同时进行的自转）相类比，但实际上本质是迥异的。

经典概念中的自转，是物体对于其质心的旋转，比如地球每日的自转是顺着一个通过地心的极轴所作的转动。自旋是微观粒子的一种性质。自旋为半整数的费米子都服从泡利不相容原理，而玻色子都不遵从泡利原理。

扩展资料

基本粒子，对于像光子、电子、各种夸克这样的基本粒子，理论和实验研究都已经发现它们所具有的自旋无法解释为它们所包含的更小单元围绕质心的自转。由于这些不可再分的基本粒子可以认为是真正的点粒子，因此自旋与质量、电量一样，是基本粒子的内禀性质。

对于像质子、中子及原子核这样的亚原子粒子，自旋通常是指总的角动量，即亚原子粒子的自旋角动量和轨道角动量的总和。亚原子粒子的自旋与其它角动量都遵循同样的量子化条件。

参考资料来源：百度百科——自旋

Answer 2

楼上说的粒子的自旋即为粒子的“转动”是严重错误的！所谓的粒子自旋并不是指粒子会像地球一样的那种旋转，要知道一个几乎不可分割基本粒子例如电子这类粒子，你能想象他能像地球一样自转？？不可能的，在大多数人眼中的基本粒子就是一个缩小无数倍的“小球”这种观念是错的。

　“旋转”是一个常见的动作，这个动作容易实现，也容易被感知，但是当旋转进入到微观领域，一个微观粒子旋转起来，又会出现什么效果？这就和很多其他的微观现象一样，要受到量子力学的支配，从而变得令人捉摸不透。一个不停旋转的微观粒子对于物理定律和宏观世界有何影响？物理学家们现在仍然在研究这些问题。
　　对于旋转最直观的理解可能就是地球围绕着太阳运动，同时，这个近似于圆球形状的行星还在进行自转。无论是地球的公转和自转，都随时影响着地球上的生命而很容易被人类感知和理解。正因为如此，在一个世纪以前，当物理学家首次探明原子的内部结构，发现了外围的电子和原子核的存在，当时以卢瑟福为代表的很多物理学家都以各大行星围绕太阳进行公转来类比原子内部电子围绕原子核运动的方式。在这个原子模型中，原子核居中，电子有固定的轨道，沿着一个椭圆形轨道运转，俨然就是一个微型的太阳系。
　　这种略显粗糙的类比方式很快因为量子力学的发展而显得不再合适。这些亚原子粒子，并不是简单地被缩小了无数倍的“小球”，它们具有奇异的量子性质。而此时再去思考微观粒子自身的旋转——“自旋”，就会带给人们更多的迷惑——如果这种现象不能与宏观世界中行星的自转相类比，那么粒子自旋的本质是什么，这种永不停歇的运动又是源自何处？近百年来，物理学家始终在探索粒子自旋的奥秘。
　　1922年，汉堡大学的物理学家奥托·斯特恩（Otto Stern）和沃尔特·盖拉赫（Walther Gerlach）在法兰克福进行了一系列经典的在后来被称为斯特恩-盖拉赫实验的测量实验，他们让一束粒子通过非均匀的磁场，观察它们的偏斜，却惊奇发现了这束粒子分裂为两束，这说明这些粒子自身带有不同的量子化的角动量，而且这些粒子似乎在永不停歇地旋转。在几年后，荷兰裔美国物理学家乔治·乌伦贝克（George Uhlenbeck）和萨穆埃尔·古德史密斯（Samuel Goudsmit）共同提出了电子自旋的假设，才解释了这个实验现象。现在，无论是量子理论还是化学研究，电子自旋都处于最基础的地位，电子自旋的概念已经成为物理学和化学研究的基础。
　　并不是只有电子才具有自旋，微观粒子都具有量子化的自旋，其中费米子（Fermions）具有分数倍普朗克常数的自旋，而玻色子（Bosons）则具有整数倍普朗克常数的自旋。质子作为一种费米子，与电子一样，也具有1/2普朗克常数的自旋，质子的自旋与它所携带的电量和它的质量一样，已经成为它自身的属性之一。这些年来，物理学家们一直在追问，这种永不停歇的自旋到底从何而来？
　　质子具有内部结构，它是由三个夸克粒子组成，而这些夸克粒子之间由胶子传递的强相互作用维系在一起。因为夸克粒子自身也具有1/2的自旋，因此，物理学家们一开始怀疑，质子的自旋正是来自这三个夸克粒子，其中两个夸克粒子的自旋量相互抵消，这样，剩下一个夸克粒子的自旋外在也就表现为整个质子的自旋。但是这种理想化的猜测随后被证明不大可能，在1987年进行的一次实验中，物理学家们测量夸克粒子的自旋量在整个质子的自旋中所占的比例，结果显示，夸克自旋为质子自旋所贡献的自旋量只有25%，也就是说还有很大一部分的质子自旋找不到来源。这迫使物理学家们把目光转向质子中的维系夸克粒子聚合在一起的胶子上。胶子是一种玻色子，它具有整数的自旋，很有可能来自这些粒子的自旋是质子自旋的来源之一。
　　

追问

就是当我知道里面的夸克是什么，我就能知道自旋了？还是说只是可以用于质子

话说量子化是最小化的意思么

看了你段话后，我能理解到的是自旋是旋转

还有普朗克常数不是用于量子大小的么，为什么用于自旋

追答

一定要记住一点，不要千万不要认简单为微观粒子就是缩小无数倍的小球，大量研究发现它更像是一种抽象的不为人知的一种“东西”，粒子是绝对没有那么简单的！

量子指的是不可分割的最小单元，例如构成图片的一个像素是这个屏幕的最小单元，他不可分割，这意味着图片不是无限可分的，而是由像素构成的，也就是说图片是量子化的，而这个图片的最小单元，即每一个像素的大小，用普朗克常数来表示，这么比喻你明白了吧？

首先，像电子这类基本粒子是不可分割的，你不可能想象它像地球那样有一个自转轴！并像地球一样自转，记住！它不可再分！其实我们常说的粒子自旋指的是这个粒子旋转一定角度后会呈现什么样的样子和属性，这是基本粒子在宇宙大爆炸时就具有的基本属性！至于普朗克为什么用于粒子自旋是因为，粒子自旋也是量子化的，别忘了量子力学就是专门解释微观现象的一个专门的学科，而微观领域的现象几乎都呈现量子效应。

另外科学家还没完全弄清楚粒子的本质究竟是什么，再说一次这种东西不是那么简单的！他不是你想象的那种缩小了无数倍的小球！！最让科学家困惑的是它们会呈现一些神奇的量子效应。

Answer 3

有些粒子有一种称为自旋的性质。自旋可以设想成绕着一个轴自转的小陀螺
量子力学告诉我们，粒子并没有任何很好定义的轴。
粒子的自旋真正告诉我们的是， 从不同的方向看粒子是什么样子的。
一个自旋为0的粒子像一个圆点： 从任何方向看都一样。
自旋为1的粒子像一个箭头：从不同方向看是不同的 。只有把当它转过完全的一圈（360°）时，这粒子才显得是一样。
自旋为2的粒子像个双头的箭头：只要转过半圈（180°） ，看起来便是一样的了。

Answer 4

自旋可以是指转动，也可以是指粒子亚结构中能量流的方向和速度。球体的自旋当然可以理解为球体物质绕轴运动，但粒子不是一个实心球，是有亚结构的能流体，所以自旋是能流组织结构形式的概述，但不是简单的绕轴线圆周运动。或者叫能流模量。

Answer 5

我们说到粒子的时候，经常听到”自旋“这个词但紧接着你可能又听到“自旋为1”，甚至“1/2自旋“ 类似这种奇怪的说法