带电粒子的自旋在电场和磁场中为什么存在角动量的效应，要从狄拉克方程

带电粒子的自旋在电场和磁场中为什么存在角动量的效应，要从狄拉克方程

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九维空间物理学博士

2013-05-30 07:09

支持者： stellyao None 猪了个去 游识猷 Quantum_Gravity 更多

不可以简单类比
你可以把自旋理解成粒子波函数的分量，分量数=2×自旋数+1。
比如自旋为0，就是标量，只有一个分量。比如希格斯玻色子。
自旋为1/2，叫做旋量，有两个分量。比如电子和夸克。
自旋为1，就是矢量，有三个分量。比如光子。
自旋为2，就是张量，有5个分量。比如引力子（目前未发现）
至于带电粒子的自旋在电场和磁场中为什么存在角动量的效应，要从狄拉克方程得到解释。狄拉克方程NB之处在于用量子力学和狭义相对论的直接结合，不但预言了反物质，还解释了基本粒子为什么会有自旋。所以老杨称狄拉克方程是神来之笔。
狄拉克方程和电磁场的耦合（相互作用），会自动出现一个1/2的自旋量子数，这解释了为什么电子和正电子，甚至夸克会展示出1/2的自旋角动量，的确是神来之笔。具体可参见狄拉克的《量子力学原理》
狄拉克方程只描自旋1/2的粒子。述把狄拉克方程推广到更高阶矩阵系数，可以描述自旋为1和自旋为3/2等基本粒子。
PS：我正在写一部小说《狄拉克之旋》，在我日志里更新，故事里会陆续介绍一些相关知识