13 : 우주를 지배하는 절대반지를 찾아서1 : 스핀

스핀

- 양자역학적으로도 전자의 자전에 해당하는 것

스핀 값의 결정

스핀값이란?

얼마큼을 돌렸을 때 본래의 모습이 되는가에 대한 값

- 스핀 0 : 회전에 대해 대칭

- 스핀 1 : 한 바퀴 회전했을 때 본래 모습

- 스핀 2 : 반 바퀴 회전했을 때 본래 모습

* 이외에도 다양한 스핀이 우주에 존재한다. *

* 하지만 전자의 경우는 그렇지 않다. *

전자의 스핀

- 전자는 한 바퀴를 돌려도 본래의 모습으로 돌아오지 않는다.

- 실험결과 전자는 두 바퀴(스핀 1/2)를 돌러야 본 모습으로 돌아온다.

★ 따라서 그림으로 그리는 것이 불가능하다. ★

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보손과 페르미온

모든 물질은 스핀이 정수이거나 반정수이다.

- 보손(Boson) : 스핀이 정수인 입자

- 페르미온(Fermion) : 스핀이 반정수인 입자

Q. 물리학에서 스핀값에 집착하는 이유는?

A. 입자들이 많이 모였을 때 입자의 스핀값에 따라 성질이 다르기 때문이다.

- 보손의 경우 한 자리에 같이 모여있을 수 있다.

- 페르미온의 경우 파울리의 배타원리를 따름

* 파울리의 배타원리란?

같은 종류의 입자들이 모여있을 때 한 곳에 여러 개로 겹쳐있을 수도, 같은 상태로 있을 수 있다.

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페르미온의 대표적인 입자

- 전자, 양성자, 중성자, 중성미자 > 우리 세상을 구성하는 물질

- 한 곳에 여러개가 있을 수 없으므로 모이면 부피를 갖게 된다.

보손의 대표적인 입자

- 빛, 힘을 매개하는 입자들

- 스포트라이트를 생각하면 된다.

※ 보스-아인슈타인 응축

보존이 많이 모여있으면 일어나는 이상현상

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