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Si la aparición de spin del protón de quarks y gluones es misterioso, ¿por qué no es spin del átomo de plata?

Un reciente artículo de Scientific American trajo un viejo problema, que es este: de Acuerdo a la cuantía chromodynamic modelos, la aparición de exactamente 1/2 unidad de giro en un protón (o un neutrón, o cualquier otro 3-quark quark sistema) al parecer es bastante misterioso, debido a la ambigüedad de cómo los quarks, virtual quarks y gluones.

Que trae a la mente una pregunta simple para el que espero que haya una respuesta simple: Desde el 1/2 vuelta de un átomo de plata es el resultado de un sistema de electrones y de protones enlazados por los fotones, por qué es que la situación fundamentalmente diferente (o es?) a partir de un conjunto de quarks unidos por gluones?

Mi primera conjetura sería que los niveles de energía implicados en quark de unión son suficientemente alto como para que perder el asintótica simplicidad de QED. Lo que si es sólo una cuestión de "QCD es messier doncha saber," yo estoy bien con eso, supongo. Pero incluso allí, parece que la pregunta sería uno de grado, no de absolutos, y que los átomos de plata debe todavía sufren de una ambigüedad similar en un nivel mucho más bajo.

Mi segunda conjetura sería que, dado que los gluones llevar a color (análoga a la de los fotones a cargo), que lanza en algún factor que hace que sea más difícil de ignorar su contribución.

Ideas, ¿alguien? Apenas una cuestión crítica, pero sólo... interesante, al menos para mí.


Anexo - 2015-05-25.2307 EST de Lunes a

Estoy sumamente molesto tener que hacer la observación de que los átomos de plata, a pesar de su rica historia, como parte del descubrimiento de la extraña media vuelta de fermiones... no son fermiones.

Ambos isótopos de neutro plata, 107 y 109, son bosones. Para las versiones con la red de spin nuclear frente a la red de espín de electrones son spin 0 bosones, y el orto versiones con la red de spin nuclear paralelo a la red de espín de electrones son spin 1 bosones. Eso es porque , tanto de Ag-107 y Ag-109 tienen una red de espín nuclear de $\frac{1}{2}$.

Lo mejor que me puede entender, lo que realmente está pasando con átomos de plata comprimir a través de una de Stern-Gerlach aparato es un efecto geométrico de la última capa de electrones de plata interactuar mucho más fuertemente con el gradiente de campo magnético de la cerrada nuclear de electrones compuesto de +1 carga y la red de spin $\pm\frac{1}{2}$. El geométrica que encierra el compuesto positivo fermión dentro de la cero-orbital-impulso ultraperiféricas electrón orbital, aparentemente para que los eclipses el interior fermión que el resultado parece ser un fermionic plata átomo, a la derecha abajo a su extraño separación en dos grupos cuando pasa a través de una lo suficientemente fuerte magnético de gradiente.

Estoy molesto por esto, porque he siempre supone que el núcleo de plata había un número de nucleones, al menos en el contexto de Stern-Gerlach. Es, literalmente, nunca se me ocurrió que podría ser impar, puesto que (como se indica) haría de átomos de plata bosones.

Así que: ¿por Qué ninguno de los prevalentes de la física descripciones-al menos los que yo he visto, incluyendo, en particular, Feynman muy detallada discusión-menciona este lugar crítico pequeño punto?

En qué afecta esto a mi pregunta? Bien, ciertamente no, si la cuestión es cómo medir la vuelta, ya que claramente la "visibilidad" de la vuelta si un compuesto cargado fermión es un tema complicado que, en el caso de la plata, puede acercarse a cero en algunos casos.

Pero creo que la más ampliamente todavía hay y muy interesante simple pregunta en todo esto: Si QM cuantiza vuelta, siempre, a continuación, QM , independientemente de la unión de las fuerzas que intervienen necesariamente requieren los componentes que intervienen para "line up" adecuadamente cuando la partícula está en una situación donde su cuantificada spin es medible. A menos que el más genérico de "arriba hacia abajo QM cuantización de la coordinación de" el tema es bien entendido y el modelado, es un poco difícil imaginar cómo una perspectiva de abajo hacia arriba en la vuelta nunca puede ser completa.

10voto

JRT Puntos 97

La energía de enlace de los electrones en un átomo de plata es mucho menor que el resto de la energía de un electrón, por lo que no hay ambigüedad sobre el número de electrones en un átomo de plata. Que hace que la suma de las tiradas de un simple negocio.

Por el contrario, la masa combinada de los dos arriba y uno abajo de quarks en un protón es aproximadamente 10MeV (no se conoce con precisión), pero el protón masa es de alrededor de un GeV. Por lo que el 99% de lo que en un protón no es el de tres quarks. El saldo se compone de una hirviente masa de partículas virtuales, todos los cuales contribuyen a que el protón vuelta. No es de extrañar que el protón vuelta es difícil de calcular?

2voto

Fernando Briano Puntos 3704

Aclaremos que el problema

Si los protones spin aparición de quarks y gluones es misterioso, ¿por qué la plata átomo de giro no?

es un problema del modelo. El spin tanto de los protones y la plata átomo es medido y conocido para identificarlos.

La respuesta de juan abarca, la energía transportada por el virtual quarks y gluones dentro de los protones son mucho más grandes que las energías llevado por el virtual protones neutrones dentro del núcleo de plata , y más de la virtual electrones y los fotones se intercambian entre ellos y con el núcleo . Esto significa que una central de potencial-bien aproximación funcionará a la primera orden de los nucleones y los átomos, y que hace que el modelado tanto en el núcleo y el átomo de plata de éxito, es decir, el ajuste de las observaciones. Esto es falso por las interacciones dentro de un protón, hay un centro de potencial puede ser diseñada para el modelo.

La modelización de la QCD interacciones no se puede reducir a un modelo simplificado, y "misterioso" sólo refleja la dificultad de las herramientas matemáticas necesarias y las observaciones necesarias para explicar cómo dentro de un QCD modelo de la spin surge. Aquí está una charla de hace algún tiempo, pero establece los problemas. Es un asunto actual de la investigación tanto teórica como experimentalmente, como se puede ver aquí. .

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