CO TO JEST SPIN ELEKTRONU ?

Na początku lat dwudziestych XX wieku Stern i Gerlach wykonali doświadczenie, którego celem był pomiar magnetycznego momentu dipolowego atomów srebra.

Rys. 1

W tym celu przepuszczali wiązkę neutralnych elektrycznie atomów srebra przez obszar silnego niejednorodnego pola magnetycznego prostopadłego do kierunku wiązki. Wiązka była neutralna więc odchylenie powinno nastąpić jedynie wskutek istnienia momentu magnetycznego. Stern i Gerlach zaobserwowali rozszczepienie wiązki  na dwa prążki, jeden odchylony w gorę, drugi w dół. Środek odpowiadający brakowi odchylenia pozostawał pusty. Doświadczenie to wykazało, że orientacja przestrzenna atomów srebra w niejednorodnym polu magnetycznym jest skwantowana. W świetle ówczesnej wiedzy był to wynik zupełnie niezrozumiały. Trzeba było jakoś wyjaśnić teoretycznie.

W 1925 roku Goudsmit i Uhlenbeck wystąpili z sugestią, że elektron posiada jeszcze jedną liczbę kwantową. Liczba ta wiązałaby się z momentem pędu elektronu wynikającym z jego obrotu wokół własnej osi. Taki własny moment pędu nazwano spinem. Później okazało się, że dosłowne traktowanie spinu jako momentu obrotowego jest absolutnie nieuzasadnione. Byłaby to prędkość wielokrotnie przekraczająca prędkość światła. Jednak fizycy nie zrezygnowali  z nazwy spin, tylko przyjęli, że  pod tą (fałszywą) nazwą występuje immanentna własność elektronu kwantująca jego orientację przestrzenną w polu magnetycznym. Tym samym przyznali, że o istocie tej własności elektronu nie mają pojęcia. Dlaczego nie mogą nic powiedzieć o naturze spinu?. Bo nic nie wiedzą o budowie elektronu. Kluczem do rozwiązania zagadki, co to jest spin elektronu, jest posiadanie wiedzy na temat, jak zbudowany jest elektron. Ponieważ Model 31 koncepcję budowy elektronu przedstawia, w pełni uzasadnione staje się pokazanie, w jaki sposób elektron nabywa cechę spinu.  Warto zauważyć, że sensowne pokazanie w jaki sposób powstaje spin elektronu, będzie potężnym dowodem słuszności założeń Modelu 31.

Istotą Modelu 31 jest założenie, że równolegle ze światem atomów istnieje świat kwantów energii i świat ciemnej energii. Weźmy pod uwagę jeden kwant z morza kwantów energii wypełniających Wszechświat. W dużym powiększeniu wygląda on jak pokazuje rys. 2.

Rys. 2

Jest to struna mająca postać płaskiej, dwuwymiarowej sprężynki. Pod wpływem cząstek ciemnej energii sprężynka ta wykonuje ruch drgający. Im bardziej jest ona naprężona, tym większa jest jej częstotliwość drgań. Częstotliwość ta może osiągać od 10⁰ do 10²⁰ i więcej herców. Oprócz ruchu drgającego kwant wykonuje ruch postępowy, liniowy.

Drgające końcówki i wierzchołki sprężynki wytwarzają z ciemnej energii linie sił. Dwa drgające z różną częstotliwością końce sprężynki (N i S), wytwarzają linie sił pola magnetycznego.  Dwa drgające z różną częstotliwością wierzchołki sprężynki (E i G), wytwarzają dwie różne pod względem „siły” linie pól, równoległe do siebie i prostopadłe do linii pola magnetycznego. Na rysunku „siłę” tych linii odzwierciedla ich grubość. Linie E w następnym etapie ewolucji staną się liniami pola elektrycznego, zaś linie G to w przyszłości linie pola grawitacyjnego. W kwancie energii drgające końcówki  N i S tworzą dipol magnetyczny, są źródłem linii pola magnetycznego.

Jak z powyższego widać kwant energii jest dipolem magnetycznym. W makroświecie jest on odpowiednikiem magnesu sztabkowego. Kwant energii zbudowany jest z monopoli magnetycznych, jest dipolem elementarnym, jest niepodzielny.

Załóżmy, że stale rośnie naprężenie przedstawionego wyżej kwantu energii. W pewnym momencie siły stabilizujące tą sprężynkę (siły sprężystości struny) okażą się za słabe i ulegnie ona odkształceniu (patrz rys. 3).

kwant energii                                              elektron

Rys. 3

Tak odkształcony kwant staje się elektronem.

Przedstawione na rysunku 3 przekształcenie kwantu energii w elektron może zajść dwoma sposobami (patrz rys. 4).

Rys. 4

Jeżeli odkształci się w jedną stronę, jego linie pola magnetycznego ułożą się tak jak pokazuje rys.4a. Jeżeli odkształci się w drugą stronę, jego linie pola ułożą się inaczej, tak jak pokazuje rys. 4b. Łatwo zauważyć, że elektrony przedstawione na rysunkach 4a i 4b stanowią lustrzane odbicia.  Oznacza to, że dwa identycznie zbudowane elektrony mogą posiadać różnie ułożone w przestrzeni linie pola magnetycznego (mogą być skwantowane przestrzennie), czyli mogą ustawiać się odmiennie (w dwojak sposób) w zewnętrznym polu magnetycznym. Jak wspomniano powyżej w fizyce cząstek elementarnych zjawisko takie jest znane pod fałszywą nazwą spin.

Model 31 na rysunku 4:

– pokazuje w jaki sposób elektron nabywa własność spinu,

– pokazuje, że spin  elektronu w niezwykle prosty sposób związany jest z jego budową,

– pokazuje, że spin elektronu nie jest związany z  jego obrotem wokół własnej osi, tak jak uważa współczesna fizyka.

Spin jest stałą cechą każdego elektronu ale wartość spinu, w pewnych warunkach  może ulegać zmianie (+1/2 na -1/2 lub odwrotnie). Zmiana spinu elektronów w danym ciele, powoduje zmianę o 180⁰ kierunku linii pola magnetycznego wytwarzanego przez to ciało.  Zjawisko to odgrywa główną rolę w wytworzeniu ruchu obrotowego gwiazd i utrzymywaniu stałości temperatury gwiazd [patrz notka  RUCH OBROTOWY GWIAZD (MECHANIZM ZJAWISKA NA PRZYKŁADZIE SŁOŃCA).

Własność spinu przynależy tylko do elektronu i pozytonu.

Jak pokazano w notce SYMETRIA MIĘDZY MATERIĄ I ANTYMATERIĄ POTWIERDZONA.

ANTYMATERIA ODNALEZIONA, składniki jądra proton i neutron zbudowane są z par elektronowo pozytonowych. Jeżeli te złożone cząstki posiadają spin, to pochodzi on od wchodzącego w ich skład elektronu lub pozytonu. Spin elektronu i pozytonu wynosi ½. Czyli proton i neutron powinny mieć spiny o wartości ½.  Tak jest w rzeczywistości.  W ten sposób uzyskaliśmy kolejny, potężny dowód słuszności Modelu 31.