- 締切済み
光子のスピン
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
みんなの回答
- ji---san
- ベストアンサー率38% (18/47)
電子のスピン1/2はDirac方程式から導かれるのではなくて、非斉次ローレンツ群のスピン1/2表現を電子とよんで、そこから導かれる方程式をDirac方程式と呼ぶという理解の方がより守備範囲が広いとおもいます。 (と素人が知ったかぶりをしていっていますが、専門の方間違ってたら訂正お願いします) いまのところ見つかっているボゾンのスピンについては下記を参照してください。 http://ja.wikipedia.org/wiki/ボース粒子 電子は場の量子論を導入しなくてもローレンツ不変な方程式を出せる例外的なものだと私は記憶しています。しかしその代償として陽電子の海といったあやしげなものを導入しています。 場の量子論の勉強がてら、ワインバーグは和訳もあっておもしろいので読んでみてはいかがでしょう？私は専門外ですが暇つぶしにつまみ読みして結構面白かったです(ただし和訳の二巻までですが理解の限界でした)。
関連するQ&A
- 電子と光子
電子と光子 物理は素人の趣味です。 クオークとかの表をネットで見てて、光子は素粒子に入らないと知ったのですが、電子は素粒子になってました。 光子はつまり、波だ、と言うことかと思うのですが、 それだと、電子が物質で、光子は波、ということでしょうか? もしそうだと、波と物質の定義を分ける物は何でしょうか? 波と波動の2重性がありますが、単にそれで押し通すなら、光子を素粒子に入れても良いような・・ ものすごい素人考えですが。 もしかして、そう思ったほうが、人間のほうが考えるのが楽だからそう思っているのかな?人間原理みたいに? とも思ったのですが、この辺で分からなくなってます。 境界線になる考えがあるんでしょうか？ 易しいお返事お願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 光子に質量はあるのですか
こんにちは 光子が衝突して電子を飛び出させる、光が粒子の性質を持つことを説明する、光電効果の実験があります。 光は質量が無いから光速で進むことができると聞いたことがあります。 質量の無い光子は質量のある電子を、なぜ飛ばすことができるのですか。 教えてください よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
- γ線、x線が光子という事ですが、光子がわかりません
よろしくお願いいたします。 医学部生なのですが、生物選択生のため放射線の授業で苦労しています。 α崩壊のα線はヘリウム核が出てきて、β崩壊のβ線は電子が出てきて というものは粒子が出てくるのでイメージしやすいのですが 粒子が出たあとに出てくるγ線、x線が光子という事ですが、この光子とはなんでしょうか。 粒子が出てくるわけではないのでエネルギーの塊ですか？ ただ、可視光線も光子というふうに聞いた事があります。 このような感じで混乱をしています。 授業担当講師への質問ではエネルギー塊という認識でよいという事でした。 高校の物理未履修者でもわかる内容で、光子についていろいろ御教授いただけたら幸いです。 よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 反交換関係と半整数スピン
大学のテキスト(先生の自作)で、 『場の演算子に対する反交換関係の設定の重要性は、相対論的量子論にこの関係を設定することによって、必然的に半整数のスピンを導出できる点(通常の交換関係からは整数スピンが導かれる)にある。』 と記述されていました。 反交換関係から半整数スピン(又は交換関係から整数スピン)を導出する証明を探しています。載っているテキスト・文献がありましたら教えていただけるとありがたいです。 なお、当方の知識レベルとしては、相対論的量子力学の初歩の部分(KG方程式、Dirac方程式)、場の量子論の物性物理の基礎で必要な程度を一通り勉強したぐらいのところで、素粒子論は専門外なのでノータッチです。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- Klein-Gordonなどの非相対論的極限
Dirac方程式が非相対論的極限でSchroedinger方程式になることは良く知られていますが、Klein-Gordonの非相対論的極限はあまり見かけません。スピン0の粒子もSchroedinger方程式に従うと思います。Klein-Gordon,Majorana,Rarita-Schwingerなどが非相対論的極限でSchroedinger方程式になることは示されるのでしょうか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 反粒子のエネルギーが負とは
以下のような理解で正しいでしょうか． シュレディンガー方程式では自由粒子のときはエネルギーは負とはなりえない．しかしDirac方程式では自由粒子でも負のエネルギー準位が出てくる．この準位にいるものを反粒子と呼び，実験によって存在することが確かめられている．
- 締切済み
- 物理学
- 電磁波と光子
電磁波と光子 古典的な電磁気学を勉強してます。 基礎的な質問だと思うのですが、 マックスウェル方程式によれば、 rotE＝-∂B/∂t divD＝ρ rotH＝J+∂D/∂t であるから 電界の波動方程式が求まって そこからヘルムホルツの方程式が導けて 電場と磁場の関係から x軸方向に電場が正弦波状に変化するとき y軸方向に磁場も正弦波状の変化をするっていう あのよく見かける電場と磁場が一緒に描かれてる図まではなんとなく理解して 電磁誘導→電場ができる 変位電流→磁場ができる 要するに「電場と磁場の相互作用が電磁波」みたいなまとめでわかった気になってたんですけど、 光は「光子」というボース粒子によって電磁力を伝えたりして、光子は質量ゼロ、電荷ゼロであって…… みたいな量子力学の解説書に、光子は電場や磁場との直接的な相互作用はほとんどないって書いてあって、 たしかに電荷ゼロなら影響ないだろうなって思うんですけど 光 ＝空間の電場と磁場の変化によって形成される波（波動）である。 ＝微視的には、電磁波は光子と呼ばれる量子力学的な粒子 (wiki) みたいに書いてあって、 電場(静電場?)って重ね合わせの原理が成り立つから 電磁波が電場と磁場の相互作用なら、真空中とかで電磁波に電場とか加えるとなんとなく振幅が変わるような影響を簡単に受けそうな感じがするので、光子に電場や磁場との相互作用がほとんどないって記述がどうも引っかかって…… でも電磁波と電場および電場のかかっている物質との間に作用するいわゆる電気光学効果(ポッケレス効果とか)は非線形光学結晶などが必要と聞きかじり、電磁波の波長を変換したりするのって大変なんだなーって思うところまで勉強しました。 粒子性と波動性があるといろいろ複雑なのでしょうか…… 粒子性で考えると影響なくて 波動性で考えると電気光学的な影響がある…みたいな そもそも電磁波の波長とかってnmレベルですし、ただの波じゃなくて複素数の波動関数ですもんね。 あ、完全に影響なかったらそもそも非線形光学効果なんてないのだから、「ほとんど」影響ないってのはそういうことか… 量子論を修めろってことですね…… 己が浅学さを反省して、そろそろ19世紀の考え方から20世紀の考え方に移行しようと思います。
- ベストアンサー
- 物理学
- 正孔ってスピンがあるんですか？
電子にスピンの自由度があるというのはなんとなく理解できます。 （異常ゼーマン分裂、パウリの排他律などでイメージがつきます） では、正孔にはスピンの自由度がありますか？ 正孔は電子が多数ある中から電子が１つ欠けたものを粒子として扱うわけですよね。 だとしたら、そこに電子はないのでスピンもないんじゃないかと直感的に思います。 ちなみにこの質問を投稿したのは、超伝導のメカニズムを示せという課題をやっている中で、この記事 http://asrc.jaea.go.jp/kisonote/kagaku/33kagaku/33note_mori.pdf を見て疑問が生じたからです。この記事では正孔にスピンがあり、それが相互作用しているように読み取れます。 電子同士がクーパー対をなし、ボゾンとして振舞うことで、あるエネルギーの電子の状態が複数許容されるというのが超伝導だと認識しています。正孔同士が相互作用することでクーパー対を作るのがなぜか理解できません。 あるいは、そもそもの認識が間違っているのか。。。 どなたかご助言をお願いします。
- 締切済み
- 物理学
お礼
ありがとうございます。 ボーズ粒子といっても、電磁場と非可換ゲージ場では取り扱いが全く別のような気がします。一口に「スピン」といっても、可換と非可換の相互の関連性が薄いような気がしますがいかがでしょうか。 とりあえず、「光子のスピン」について知りたかったのですが、やはり、光子のスピン１は実験結果から導かれる（要請される）性質ではないか、という感じがします。場の量子化をするときに、実験結果からの要請を、電磁場のヘリシティとしてこじつけたのが、「光子のスピン」ではないかという把握は間違っているんでしょうか。
補足
ありがとうございます。 とりあえず、光子のスピンについて知りたかったのですが。 ワインバーグは６巻までは一応持っています、１，２巻の該当の部分も読んでみたのですが、あまり明確な書き方はしてありませんでした。 ワインバーグの何ページかを教えていただければありがたいです。 ワインバーグは結構難しい本です。和訳の２巻まで理解できれば充分だと思います。