Τι παρέχει την ενέργεια για τα στοιχειώδη σωματίδια να περιστρέφονται;

Είναι μια συνηθισμένη εσφαλμένη αντίληψη να σκεφτόμαστε τα στοιχειώδη σωματίδια "spinning" με τον ίδιο τρόπο που σκεφτόμαστε τα μακροσκοπικά αντικείμενα που περιστρέφονται. Η περιστροφή ενός στοιχειώδους σωματιδίου δεν αφορά τη φυσική περιστροφή, αλλά μια θεμελιώδη ιδιοκτησία που σχετίζεται με την εγγενή γωνιακή του ορμή.

Εδώ είναι γιατί:

* Σημεία που μοιάζουν με σημεία: Τα στοιχειώδη σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ, θεωρούνται σημεία, που σημαίνει ότι δεν έχουν εσωτερική δομή ή μέγεθος. Εάν δεν είχαν πραγματικά μέγεθος, δεν μπορούσαν να γυρίσουν με την κλασσική έννοια.

* Κβαντική μηχανική: Η περιστροφή ενός στοιχειώδους σωματιδίου είναι μια κβαντική μηχανική ιδιότητα που κβαντοποιήθηκε, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να πάρει μόνο διακριτές τιμές. Αυτό είναι διαφορετικό από το συνεχές εύρος τιμών για γωνιακή ορμή στην κλασσική μηχανική.

* Εγγενική ιδιότητα: Το Spin είναι μια εγγενή ιδιότητα του σωματιδίου, όπως η μάζα ή η φόρτιση του. Δεν είναι κάτι που μπορεί να αλλάξει ή να επηρεαστεί από εξωτερικούς παράγοντες.

Έτσι, τι παρέχει την ενέργεια για περιστροφή; Η απάντηση είναι ότι δεν πρόκειται για ενέργεια με την κλασσική έννοια. Το Spin είναι μια θεμελιώδης ιδιότητα του σωματιδίου και η ενέργεια του είναι συνέπεια αυτής της ιδιοκτησίας.

Εδώ είναι μια αναλογία: Φανταστείτε μια κορυφή περιστροφής. Η ενέργεια της κορυφής προέρχεται από τη δύναμη που την θέτει σε κίνηση. Η ενέργεια της περιστροφικής κορυφής σχετίζεται με τη γωνιακή του ορμή. Για ένα στοιχειώδες σωματίδιο, η περιστροφή του δεν είναι αποτέλεσμα μιας δύναμης που το θέτει σε κίνηση. Είναι ένα εγγενές χαρακτηριστικό του ίδιου του σωματιδίου, όπως η μάζα του.

Συμπερασματικά, η ενέργεια που σχετίζεται με την περιστροφή ενός στοιχειώδους σωματιδίου δεν είναι αποτέλεσμα κάτι που παρέχει ενέργεια για να την κάνει να περιστρέφεται. Είναι απλώς μια συνέπεια της εγγενούς κβαντικής ιδιότητάς του.