آزمون اشترن - گرلاخ ، شعبده و ترفندهاي كوانتومي

[MRT]

آزمون اشترن - گرلاخ ، شعبده و ترفندهاي كوانتومي






چنين به نظر ميرسد كه تمامي آزمونهاي مربوط به فيزيك كوانتومي چيزي شبيه به شعبده بازي هستند . اگر ما متوجه ترفند شعبده باز نشويم مسلما فريب او را خورده و دچار گمراهي دور و درازي ميشويم ( پديده‌اي كه آن را انحراف ذهن مي‌خوانند ) ، همچنين مقلوب شخصيت تردست خواهيم شد . همانطور كه در مورد زوج الكترون - پوزيترون گفته شد به طور خيلي خلاصه ، فعلا چنين پنداشته ميشود كه فوتون گاما به زوج الكترون - پوزيترون تبديل ميشود و در اين ميان مقداري از تكانه فوتون مفقود و جذب هسته سنگين ميشود بدون اينكه اين تكانه در جايي مشاهده شود و البته بدون حضور هسته‌هاي سنگين وقوع اين پديده غير ممكن ميباشد . مثل اينكه يك توپ گلف با سرعت خيلي زياد وارد يك جعبه خالي شود ، سپس دو توپ فوتبال به بيرون پرتاب شوند . ترفند اين شعبده اينجاست كه زوج الكترون - الكترون مقيد به هم در اربيتال اتم هستند و انرژي تابش گاما را دريافت مي‌كنند و از هم جدا شده و به بيرون پرتاب ميشوند و توسط آشكارساز منحرف و در اطاقك ابر شناسايي ميشوند و در اين ميان تكانه مفقود شده صرف تبديل يك الكترون به پوزيترون و همچنين خنثي كردن انرژي بستگي زوج به تراز ميشود . مبحث وارونگي ميادين الكتريكي ، توجيهي جديد براي توليد زوج ماده - پاد ماده . بر خلاف انتظار ما ، ماده - پاد ماده يكديگر را نابود نمي‌كنند .













شرح حال آزمون اشترن - گرلاخ :



در اينجا صفحات اسكن شده از كتاب مكانيك كوانتومي مدرن تاليف جي جي ساكورايي را ارايه مي‌كنيم :

اينك استنباط جديد ما از اين آزمون مهم ، آنهم با نگرشي كلاسيك ميتواند چنين باشد كه :




در حرارت زياد كوره ، نقره در خلاء بخار ميشود ولي بعدا سرد و به دماي محيط ميرسد ، اينجا اتم‌هاي نقره ساختار كريستال گونه‌اي ندارند بلكه چنين به نظر ميرسد كه آزاد بوده و منفرد ( مجرد ) باشند . ما نبايد فراموش كنيم آنچه كه باعث چرخش الكترونها پيرامون هسته اتم ميشود ، اسپين خود هسته و بدنبال آن دوران ميادين الكتريكي آن است . پس با در نظر گرفتن اسپين الكترون منفرد چهل و هفتم و گشتاور مغناطيسي آن ناشي از اندازه حركت مداري ( زاويه‌اي ) ، اتمهاي نقره دو قطبي مغناطيسي شده و همانند مغناطيسهاي كوچكي رفتار خواهند كرد .

شكل فوق دوران ميدان الكتريكي پيرامون هسته اتم نقره منفرد ناشي از اسپين هسته با بار مثبت را نشان مي‌دهد . جهت ميدان الكتريكي از داخل به طرف بيرون در نظر گرفته ميشود .

در شكل فوق به علت گشتاور مغناطيسي ، در اتم نقره قطبين مغناطيسي را ميتوان تصور كرد . اما اتمهاي نقره از زمان سرد شدن تا ورودشان به انحراف دهنده مغناطيسي يا همان فيلترهاي Z و .... به علت داشتن قطبين مغناطيسي و به علت مجاورت و نزديكي با هم ، تشكيل زوج اتم نقره - نقره مي‌دهند و اين زوجيت با چرخش حول محور اسپين آنها صورت مي‌گيرد ، يعني شكل زير :

دليل اين ادعا رفتار جالب آهنرباهاي ميله‌اي يا مكعب مستطيلي شكل در فضاست . براي ديدن اين رفتار شگفت انگيز آنها ، انيميشن‌هاي زير را ببينيد :





1- چرخش و جذب دو آهنربا در فضا :



http://ki2100.com/AVI/stern_gerlach/1-1.wmv









2- دفع و چرخش سپس جذب و چرخش دو آهنربا در فضا :
http://ki2100.com/AVI/stern_gerlach/1-2.wmv