Bonjour tout le monde.
Je sais que le spin est une donnée propre à chaque particule, quelle a un rapport avec sa rotation sur elle même, mais cela reste très flou.
J'aimerais savoir pourquoi elle ne prend des valeurs uniquement entières ou demi-entières (je suppose que c'est une donnée quantifiée...), et également à quoi correspondent ces chiffres (0, 1/2, 1, 3/2, 2...), pourquoi n'a-t-il pas d'unité?
Merci d'avance.
Pour moi c'est également très flou.
Le spin est considéré comme un moment cinétique intrinsèque d'une particule. Aujourd'hui l'on considère une particule comme ponctuelle (alors comment parler d'une rotation sur elle-même ?). Mais c'est plus ou moins considéré comme tel.
De plus le moment orbital (souvent représenté par la grandeur L) et le spin (souvent représenté par sigma), sont conservé (leur somme si je ne fais pas erreur), d'où la pertinence de le considérer comme un moment cinétique.
Tout comme le moment orbital (entier), le moment cinétique intrinsèque est quantifié (multiple demi-entier).
Pour ce qui sont des valeurs... la théorie quantique montre que l'on peut construire des opérateurs L+ et L- permettant de passer d'un état quantique à un autre dont le moment cinétique augmente d'une unité. Des considérations algébriques imposent qu'elle soit demi-entière (le nombre de vecteurs propres étant fini, cela impose d'être entier ou demi-entier).
Les valeurs données 0, 1/2, 1 etc... sont exprimées en unités naturelles, il faut voir un multiple dec'est donc en kg m² s^-1
D'accord.
Merci beaucoup d'avoir pris le temps de me répondre. Je n'ai toujours pas compris à quoi correspond le spin, mais vous avez au moins éclairci mes autres zones d'ombre (valeur + unité).
Encore merci.
Yo,
Du point de vue de la Physique, le Spin correspond à un moment angulaire intrinsèque et a donc des propriétés magnétiques (ie. les aimants permanents par ex.).
Du point de vue des maths, les objets quantiques peuvent être décrits avec des fonctions d'ondes à plusieurs dimensions. Si l'on s'intéresse à la rotation de ces fonctions d'onde dans les espaces où elles vivent (voir. mécanique quantique relativiste), on se rend compte que pour une particule de spin 1/2, il faut tourner de
Et pour le fun: la main est un objet de spin 1/2! Je te laisse trouver pourquoi!
@+
Bonjour,
Je ne vois pas...Envoyé par Poual
Peux-tu expliquer?
Merci
Bonsoir
Est-ce que vous avez des connaissances en physique quantique, surtout notre interlocuteur.
Car malheureusement, la rotation, c'est une analogie (la particule ne tourne pas). Comme la particule est ponctuelle, un rotation sur un axe n'a aucun sens, du point de vue physique.
C'est très compliqué à expliquer, donne-moi ton niveau.
Bonjour,
le spin est une propriete intrinseque sous les rotations. Un spin n signifie que l'objet reste identique n fois lorsqu'on lui applique un "tour complet". Reste a comprendre ce que signifie le spin 1/2 c'est a dire un objet qui ne revient sur lui meme qu'apres 2 tours complets. Cela semble impossible de prime abord.
Je souligne que l'existence d'objets de spin 1/2 est une propriete classique. Si vous connaissez les quaternions, vous savez probablement que c'est le demi-angle de rotation qui entre dans leur representation des rotations. Lorsque l'on doit numeriquement calculer des compositions de rotations, ce sont les quaternions qu'il convient d'utiliser pour avoir un controle optimal des incertitudes de calcul. C'est ce qui est fait dans les programmes de visualisation par exemple.
Autre piste de comprehension : vous pouvez vous amuser a decomposer une rotation comme la composition de deux reflections orthogonales respectivement a deux plans (les plans ont pour droite commune la droite autour de laquelle s'effectue la rotation, evidemment). Dans une telle decomposition, c'est encore le demi-angle de rotation que l'on retrouve entre les plans.
Je n'ai pas le courage de developper tout cela dans le detail, alors je vais essayer de decrire la raison plus profonde pour laquelle une rotation de deux tours complets est mathematiquement identique a l'identite (pas de rotation). Imaginez que vous representez une rotation par un vecteur dont la direction est l'axe de rotation et l'angle est la longueur du vecteur. La rotation se fait selon la regle de la main droite autour du vecteur. On peut donc se restreindre aux vecteurs de longueur inferieure a pi. Plus precisement, deux vecteurs de directions opposees et de longeur pi representent la meme rotation. On a donc represente le groupe des rotations par une boule de rayon pi dont les points diametralement opposes sont identifies.
On peut deformer continuement une rotation en une autre s'il existe un chemin dans cette boule entre les deux rotations (il existe toujours un chemin dans cette boule), et que ce chemin est tel que l'on puisse le deformer continuement en un point. Imaginez par exemple le chemin que vous faites entre l'identite (pas de rotation) et une rotation d'un tour. Vous partez du centre de la boule, vous vous dirigez vers la surface spherique, lorsque vous atteingez la surface vous arrivez au point diametralement oppose, puis vous revenez au centre directement. Un tel chemin ne peut jamais etre deforme continuement en un point car il contient toujours ces deux points (qui sont identifies) diametralement opposes.
Si vous continuez le chemin entre la rotation d'un tour vers une rotation de deux tours, vous aurez quatre intersections avec la surface, que vous pouvez annuler deux a deux pour reduire le chemin en l'identite.
Vous pouvez construire un modele physique du fait qu'une rotation de deux tours soit deformable en l'identite. Vous attachez un objet solide a deux fils tres long. Si vous faites faire a l'objet un tour, les fils sont emeles, et il n'y a rien a y faire. Si vous faites deux tours, vous pouvez demeler les fils par une translation de votre objet.
On dit que le groupe simplement connexe SU(2) [les quaternions] est le recouvrement universel du groupe SO(3) [les rotations], ce dernier n'etant pas simplement connexe. C'est la raison profonde pour l'existence d'objets de spin 1/2. L'objet attache a deux fils est de spin 1/2. Il n'est pas quantique.
Mon niveau n'est défini que par mes recherches personelles ou livre que j'ai lu.
N'entrant en classe de terminale seulement l'année prochaine, je n'ai jamais suivi de cours à proprement parler sur le quantique.
C'est mon seul intérêt pour la physique qui m'amène à me poser ce type de question.
Je comprends la difficulté que cela peut poser d'essayer d'expliquer à un non initié des choses de ce niveau, mais mon intérêt pour la physique me permet de comprendre plutôt vite.
Si vous avez l'impression de perdre vôtre temps je ne vous en tiendrais cepandant pas rigueur.
Pour citer nôtre ami Albert:
"Si vous n'arrivez pas à expliquer un concept à un enfant de 6 ans, c'est que vous ne maîtrisez pas ce concept."
Tu mets ta main paume de main vers le ciel. Tu la fait tourner de 2 pi dans le plan de ta paume. Ton coude qui était en dessous passe au dessus. Pour retrouver la configuration initiale, il faut faire 4 pi!
Et voilà, la main est un objet de spin 1/2!
Pour en revenir aux particules, comme le fait remarquer RuBisCO, ce n'est pas une rotation dans notre espace (x,y,z) mais une rotation dans l'espace lié à la fonction d'onde. La particule ne bouge pas.
humanino merci pour ton post, très instructif!
Mais (pour paraphraser Groucho), vous n'êtes pas un enfant de 6 ans
Je te juge pas, kratosdp, ... car j'ai le même âge que toi. J'ai appris ce que je sais de la physique quantique par des livres, des cours sur le net et un petit stage en labo.
Ce que j'ai peur, c'est que on parle de mathématiques assez complexe (d'ailleurs, on parle parfois de nombres complexes qu'on voit l'année qui vient). La physique quantique, si tu veux rentrer dans les équations, on patauge vite !
Et le problème que je relève souvent quand j'explique quelque chose par une analogie, c'est qu'on oublie les limites de cette analogie et on comprend mal. C'est pour ça que je remets tout de suite en place.
Vous sous-entendez que mon niveau est inférieur à celui d'un enfant de 6 ans?
Non, non, un enfant de 6 ans comprend la physique quantique. (je plaisante
Non, je pense que tu peux t'en sortir avec les explications données, c'est déjà un bon début.
Quoi qu'il en soit merci pour vos réponses, je vais essayer d'intégrer tout ça.
Je reviendrais surement très vite pour redemander de l'aide, comptant bien évidemment sur vôtre amabilité.
On peut être plus méchant, si tu veux
ça ne fonctionne pas comme ça sur mon bras. Quand ma main fait 2 pi, mon coude en fait 1, OK. Mais j'ai fait 4 pi, et là mon coude au deuxième tour fait également 2 pi. Et je pourrais continuer, après le premier tour, quand la main fait un pi, le coude fait un pi. Le spin est donc en même temps intrinsèque, et variable selon le nombre de rotations?
Merci
Salut ylona,
Plus simplement, pour revenir à la configuration initiale, il faut faire 2 tours. C'est un exemple amusant, c'est tout.
Pour savoir si l'on s'est bien compris: quand tu fais un tour pour ta main, où se trouve ton coude? Il doit se trouver au dessus. La seule façon pour revenir coude en bas, c'est de faire un deuxième tour.
Est-ce plus clair? Si ce n'est pas le cas, n'hésite pas à redemander!
@+
Ps: attention, la rotation de la main se fait dans le plan de la main (paume vers le ciel et main ouverte)
Ps2: j'ai bien entendu pris comme hypothèse que nous étions tout les deux humains... hypothèse raisonnable jusqu'à preuve du contraire
Non, juste différent. En pure logique (bien appliquée par Groucho Marx), la phrase d'Einstein n'implique pas qu'avoir les idées claires permette de les expliquer à qui que ce soit qui n'ait pas 6 ans.Vous sous-entendez que mon niveau est inférieur à celui d'un enfant de 6 ans?
Plus sérieusement, il y a un problème qu'on peut couvrir par le mot "désapprendre" qui apparaît souvent.
On peut très bien avoir de mal à saisir certains concepts nouveaux parce qu'on en sait trop...
Peut-être un peu plus profond que juste amusant.
La double rotation a un rapport avec la "connexion avec le reste du monde", fonction remplie par le bras dans cet exemple.
Le cas des ficelles emmêlées montre encore mieux cet idée de "connexion".
Ce qui doit faire deux tours, ce n'est peut-être pas l'électron, mais sa relation avec le reste de l'Univers...
Ben justement, non, ça ne marche pas. Quand ma main fait 4 pi, mon coude en fait 3. Ce qui fait qu'après 4 pi de ma main, mon coude est bien orienté vers le ciel comme ma paume, contrairement à la position initiale.
Oui, bien assise et tout...Ps: attention, la rotation de la main se fait dans le plan de la main (paume vers le ciel et main ouverte)
Même pas eu d'accident, ni rien de tel...Ps2: j'ai bien entendu pris comme hypothèse que nous étions tout les deux humains... hypothèse raisonnable jusqu'à preuve du contraire
Merci
Merci. C'est ça, au delà de l'amusement apparent, que je voulais savoir. Ce terme "intrinsèque" n'enlève donc rien à une connexion nécessaire.
Faut que tu pousses encore, tu as mis l'eau à la bouche.Ce qui doit faire deux tours, ce n'est peut-être pas l'électron, mais sa relation avec le reste de l'Univers...
Merci
Perso si on fait faire 4pi à ma main je pense que je serais plus inquiet pour l'état de mon poignet que pour la localisation de mon coude...
Tu fait un coup en dessus, et un coup en dessous. Pas besoin d'être un martien.
Je rajouterai Ps3 : Je ne suis pas responsable sous quelque forme et de quelque manière que ce soit d'un mauvais suivi de la procédure.Ps2: j'ai bien entendu pris comme hypothèse que nous étions tout les deux humains... hypothèse raisonnable jusqu'à preuve du contraire
Le Ruban de Möbius ne serait pas un bon exemple ?
Patrick
Une bonne vidéo sera bien mieux qu'une bonne centaine de post pour expliquer le spin 1/2 de la main:
http://www.youtube.com/watch?v=QJRtxTyROOU
Remercions Youtube d'être autant rempli de bonnes choses!
Ps: Bien entendu, ça marche aussi sans la tasse!
salut, ce que j'ai compris du spin en n'étant pas physicien c'est que sans les maths et la physique c'est inabordable et très peu "intuitif".
la meilleur approche et de se dire que le spin est un parramètre propre de la particule sans chercher vraiment a l'expiquer en mode "classique" et "usuel". c'est un parramètre quantique qu'il faut savoir "calculer" car il est indispensable
mais ne prend pas le terme spin pour "rotation", pense le comme un parramètre "p" ou "x" suplementaire qui se traite mathématiquement d'une manière particulière. ce n'est pas que cela soit insencée, mais de tout ce que j'au put lire ici ou là, c'est inreprésentable autrement que par le calcul (c'est la meilleure approche, et peut-être la seule
Et même par calcul, ça coince
En fait, quand le bras est arrivé à une position (après x * 2pi) où il stagne, on a pu mesurer le spin. Il suffit de bien garder la paume de la main vers le ciel, et de faire une rotation équivalente, (x * 2pi) mais cette fois là avec le reste du corps. On retrouve la position de départ sans conséquences pour la santé, et on a fait la mesure. (un peu dépeigné, à la limite).Je rajouterai Ps3 : Je ne suis pas responsable sous quelque forme et de quelque manière que ce soit d'un mauvais suivi de la procédure.
Plus sérieusement, Michel, y-a t'il une relation entre le spin et l'appréhension du temps de l'observateur : puisque connexion il y a, le spin d'une particule serait-il en lien avec une distance spatio-temporelle entre l'observateur et la particule, et que justement cette distance définisse la particule?
J'ai essaye de faire quelques efforts pour vous decrire honetement des pistes de recherches ainsi que la raison fondamentale pour le spin 1/2, je vous ai aussi decrit une petite experience que vous pouvez faire a la maison, avec vos mains, pour voir cette equivalence 4pi <-> identite, et voici le premier message que je retrouve... C'est tres decevant. Bah, je vais juste poster un lien vers une autre discussion ou j'avais essaye d'expliquer la meme chose. Vous ne pouvez pas non plus vous attendre a comprendre sans faire d'efforts. En tout cas, je trouve qu'il eut ete plus constructif de poser des questions specifiques plutot que de balancer une citation gratuitement.
Mais dans cette vidéo, il y a un double changement de phase dans la rotation du coude et de la main...Une bonne vidéo sera bien mieux qu'une bonne centaine de post pour expliquer le spin 1/2 de la main:
http://www.youtube.com/watch?v=QJRtxTyROOU
Remercions Youtube d'être autant rempli de bonnes choses!
Ps: Bien entendu, ça marche aussi sans la tasse!
C'est donc bien l'anneau de Möbius présenté par ù100fil !
