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Spinrichtung und Spinstrom
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WhiteLion
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Anmeldungsdatum: 27.05.2016
Beiträge: 1

BeitragVerfasst am: 27 Mai 2016 - 17:53:47    Titel: Spinrichtung und Spinstrom

Hallo zusammen Smile

Ich hätte ein, zwei Fragen zur Spinrichtung:
Es gibt ja Spin up und Spin down, aber wenn man den Spin nicht misst, so hat z.B. ein Elektron beide Zustände gleichzeitig - soweit noch richtig?
Wenn man nun einen Spinstrom hat, dann wird der Spin ja weitergegeben (also ob Spin up oder Spin down). Nun frage ich mich, wie man den Spin denn weitergeben kann, wenn doch gar nicht fest steht, welchen Spin das Elektron hat, solange man es nicht misst? Oder muss man es die ganze Zeit "beobachten"?
Und wie kann man dann solch einen Spinstrom starten? Anscheinend mit einem Laserimpuls, aber soweit ich verstanden habe, ist doch der Spin gar nicht festgelegt bei Teilchen, sondern es gibt nur Wahrscheinlichkeiten. Wie soll das dann funktionieren, wenn man z.B. die Spinrichtungen als Nullen und Einsen zur Datenübertragung oder -speicherung benutzen will.
Oder misst man den Spin einmal und lässt das Elektron dann nicht mehr aus den Augen und so bleibt der Spin dann erhalten?

Schon mal vielen Dank für eventuelle Hilfe! Wink
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Anmeldungsdatum: 04.08.2006
Beiträge: 2792
Wohnort: Heidelberg

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2016 - 14:48:55    Titel: Re: Spinrichtung und Spinstrom

WhiteLion hat folgendes geschrieben:
Es gibt ja Spin up und Spin down,

Naja, beim Elektron, ja, weil es ein Spin-½-Teilchen ist. Das Spektrum der Spins kann bei anderen Teilchen durchaus auch andere Werte annehmen als ±½.
WhiteLion hat folgendes geschrieben:
aber wenn man den Spin nicht misst, so hat z.B. ein Elektron beide Zustände gleichzeitig - soweit noch richtig?

Das muss so nicht sein, es kommt auf die Präparation an: In der Quantenmechanik hast Du ja immer eine Präparation (was "technisch" einer Messung entsprechen kann) und später eine Messung. Wenn Du einfach nur irgendwie einen Elektronen-Strom produzierst mit einem Prozess, bei dem der Spin nicht irgendwie festgelegt ist, dann hat jedes einzelne Elektron eine Überlagerung der beiden Spinzustände (auch "Mischung" genannt). Ich weiß nicht, ob man das als "beide Zustände gleichzeitig" bezeichnen kann.

WhiteLion hat folgendes geschrieben:
Wenn man nun einen Spinstrom hat, dann wird der Spin ja weitergegeben (also ob Spin up oder Spin down).

Weiter gegeben? Ich hab "Spinstrom" gerade mal gegooglet, weil ich es bisher noch nie so als Begriff gehört hatte. So wie ich das verstehe, wird da aber nichts weiter gegeben. Man hat wohl einen Spinstrom, sobald man einen Teilchenstrom hat, der netto einen bestimmten Spin trägt, so wie man einen elektrischen Strom hat, wenn der Teilchenstrom netto ein Ladung trägt, Sprich wenn in Schnitt mehr Teilchen mit einer Spinrichtung durch kommen. Da muss dann aber das eine Teilchen an das andere nichts weiter geben, weil die Teilchen selbst strömen.
Hast Du da eine andere Definition von Spinstrom?

WhiteLion hat folgendes geschrieben:
Nun frage ich mich, wie man den Spin denn weitergeben kann, wenn doch gar nicht fest steht, welchen Spin das Elektron hat, solange man es nicht misst?

Naja, jede Wechselwirkung ist auch irgendwo eine Messung. Sprich: Wenn Du eine Wechselwirkung hast, dann sieht die u. U. unterschiedlich aus, je nachdem welchen Spin die Reaktionspartner vorher hatten. Quantenmechanisch ist das Ergebnis dann eine Überlagerung der Ausgänge aus den verschiedenen, möglichen Reaktionen. Und auch diese verschiedenen Endzustände interferieren wieder miteinander.
Aber so wie ich das mit dem Spinstrom verstehe, werden ja so wie so keine Spins "übertragen".
WhiteLion hat folgendes geschrieben:
Oder muss man es die ganze Zeit "beobachten"?

Nein.
WhiteLion hat folgendes geschrieben:
Und wie kann man dann solch einen Spinstrom starten? Anscheinend mit einem Laserimpuls, aber soweit ich verstanden habe, ist doch der Spin gar nicht festgelegt bei Teilchen, sondern es gibt nur Wahrscheinlichkeiten.

Das weiß ich nicht. Hast Du eventuell einen Link oder eine Beschreibung von dem konkreten Versuch?
Normalerweise wird man versuchen, einen Strom von Elektronen mit zumindest einer bevorzugten Spinausrichtung zu erzeugen. Oder die Elektronen mit einer Stern-Gerlach-Anordnung aufzuspalten (und dann nur einen der beiden Teilstrahlen weiter zu verwenden, z. B.). Du brauchst also schon irgendetwas, was die Richtung vorgibt.
WhiteLion hat folgendes geschrieben:
Oder misst man den Spin einmal und lässt das Elektron dann nicht mehr aus den Augen und so bleibt der Spin dann erhalten?

Der Spin bleibt so wie so erhalten! Es ist ja auch ein Drehimpuls und wir haben ja immer noch Drehimpuls-Erhaltung. Wenn Du einmal den Spin gemessen/präpariert hast, dann behält das Teilchen den bei (bis zur nächsten Wechselwirkung, bei der eventuell so wie so etwas ganz neues raus kommt).

Gruß
Marco
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