안녕하세요!!
최근들어 입자의 역사와 표준모형 그리고 세상을 지배하는 4가지힘 마지막으로는 힉스입자까지 알아보았습니다. 이렇게 입자에 대해서는 제가 아는 선에서 포스팅을 했었죠.
그런데 표준모형에 관해서 소개할 때 스핀이라는 말이 나왔었습니다. 이 스핀에 대해서 간략히 알아보고 찾은 방법에 대해서 소개하겠습니다.
정의에 따르면
스핀은 입자의 고유 각운동량이라고 합니다.
여기서 각운동량이라는 말 때문에 무엇인가 회전하는 값이라고 생각을 하실 수 있는데 그렇지 않습니다. 회전하면서 생기는 각운동량은 궤도 각운동량이라고 하며 흔히 일반물리학에서 배우는 각운동량이 여기에 해당합니다. 여기서 고유각운동량이라는 말에서 알 수 있듯이 그 입자의 고유한 량이라고 생각하시면 되겠습니다. 그리고 이 값은 플러스 혹은 마이너스의 값으로 가지게 됩니다. 위냐 아래이냐로 두가지를 가지게 되는것입니다.
이 스핀은 하나의 실험에 의해 증명이 됩니다.
슈테른-게를라흐 실험에 의해 증명이 되는데 이 실험에 대해서 간략히 알아보겠습니다.
이 실험은 자기모멘트와 스핀이 양자화되어 있는지 확인을 하게 되는 실험입니다. 어떻게 확인할까요?
실험의 구성은 다음과 같습니다.
진공에서 전기적으로 중성인 은을 기화합니다. 이를 정렬된 슬릿을 통과하게 하여 은 원자 빔을 만듭니다. 이 은 원자로 이루어진 빔은 불균일한 자기장을 통과하면서 힘을 받게 됩니다. 여기서 받는 힘은 자기력으로 자기장의 불균일로 생기게 됩니다.
그럼 우리는 여기서 두 가지 결과를 예측할 수 있게 됩니다. 힘을 받은 은 원자가 연속적인 모양으로 검출이 되거나 혹은 양자화 되어 자기모멘트가 특정 값으로 정해졌다면 플러스 마이너스로 나눠지는 값을 가지게 되므로 두개로 나뉘어 검출이 될 겁니다.
실험결과는 어떻게 되었을까요?
두 개의 떨어진 지점에서 감지가 됩니다. 이 결과는 스핀이랑 스핀자기모멘트가 양자화 되었음을 말하고 고유한 값을 가진다는 것을 알게 해줍니다.
스핀의 존재를 입증하게 된 실험이죠.
오늘 스핀의 존재를 입증하는 실험을 소개했습니다. 저는 앞으로 MRI의 원리인 NMR에 대해서 포스팅하고자 하는 계획에 있습니다. 그를 소개하기 위해서 스핀에 대해서 알아야 하기 때문이죠.
그래서 앞으로 우선 기본원리인 전자의 에너지 양자화, 파울리 배타원리, 각운동량 개념, 제만효과 등을 소개하도록 하겠습니다.
한가지 아셔야 하는게 양자역학은 저도 많이 어렵습니다..
그래서 매번 포스팅할때마다 새로 다시 공부해서 올릴예정이니까 재미있게 봐주세요..^^
오늘은 여기서 포스팅을 마칩니다. 감사합니다!!