Spin Kopplungsoperator, Addition zweier Spins?

Hallo, ich lese aktuell ein Fachbuch über Quantenmechanik und befinde mich im Kapitel Drehimpulse und Spins. Genauer geht es aktuell um Spinaddition. Da ich mir am Ende des Kapitels nicht sicher war, ob ich alles verstanden habe, habe ich einen Blick auf die Übungsaufgaben geworfe. Dort findet sich die auf dem Bild zu sehende Übungsaufgabe, die ich gerne lösen würde, aber ich bin mir noch nicht ganz sicher wie.
Thematisch geht es um die Addition der Spins von zwei Teilchen. Weil der Spin s=1/2 ist, gibt es für jede komponente des Spinoperators genau zwei Eigenwerte (+h/2 und -h/2). Auch ist mir bewusst, dass die spinoperatoren unterschiedlicher komponenten von verschiedenen Teilchen vertauschen (also [s_x^1,s_y^2]=0). Weiter kann ich die die Komponenten des Spinoperators (also s_x;s_u;s_z) also 2x2 Matrix schreiben. Wie kann ich aber nun diese Matrix auf ein Teilchen "münzen". Ich gehe davon aus, dass ein Teilchen spin up hat und das andere spin down. Muss ich nun die Erzeugungs/Vernichtungsoperatoren für den Spin (auch Leiteroperatoren genannt (s_+ und s_-); die auch auch als 2x2 Matrix darstellen kann) auf die komponenten der Spinoperatoren anwenden, also damit ich einem Teilchen spin up und dem anderen spin down verpassen kann?
Also wäre so etwas für den ersten Additionstherm korrekt?:
s_+*s_x*s_-*s_x (natürlich alles in Matrixform)

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Physik-Abi: Wie würde sich ein Dauermagnet bei 0 Kelvin verhalten?

Hallo allerseits,

ich lese gerade, dass die Grundlage von Dauermagneten in der Bewegung ihrer Elektronen besteht. Verblüffend! Dazu habe ich nun drei Fragen:
(Ich beziehe mich hierauf: http://www.elektronikinfo.de/magnete/magnet.htm)

  1. In dem Artikel steht, ein einzelnes Wasserstoffatom etwa besitze bereits ein Magnetfeld. Aber wie ist es um dessen Stabilität bestellt? Wäre das nicht quantenmechanisch so zu deuten, dass dieses sich gemäß der Aufenthaltswahrscheinlichkeit scheinbar andauernd ändern bzw. die Messung des Feldes die Parameter des Elektrons beeinflusst (welche genau)? Oder weiter quantenmechanisch: Durch die Aufenthaltswahrscheinlichkeit liegt doch keine klassische Bewegung mehr vor??

    Und davon abgeleitet: Wenn sich das Magnetfeld ständig ändert, müsste dann nicht auch eine andauernde Induktion um mehr oder weniger nahegelegene Leiter zu beobachten sein?

  2. Gilt dieser atomeinzelne Magnetismus (?) auch für Heliumatome und andere Stoffe höherer Ordnungszahlen? Oder liege ich hier mit meiner Vermutung richtig, dass etwa bei C die Elektronen ja für gewöhnlich keine gleichartigen Bewegung besitzen und die Magnetfelder teils gegeneinander gerichtet sind?

  3. Meine dritte und spannendste Frage: Bei null Kelvin, so wurde mir zugetragen, stehen die Elektronen des betroffenen Atoms förmlich still. Oder eher stünden, wie ich heute weiterhin im Netz las, da der Temperaturnullpunkt nicht wirklich erreicht werden kann:

    Warum nicht? Wegen der beinhalteten Energie der Elektronen und Protonen (gibt es hierfür einen Oberbegriff)? Oder ist dies quantenphysikalisch betrachtet wiederum eine redundante Untersuchung und gar erneut durch die Unschärferelation zu begründen?
    Oder anders gefragt, kann ein einzelnes Neutron zum Beispiel absolut gefroren werden?

    Doch zurück zu der Theorie: Wenn das Magnetfeld durch die Bewegung der Elektronen entsteht, ist meine Annahme dann korrekt, dass - theoretisch! - ein auf 0 Kelvin abgekühlter Permanentmagnet kein magnetisches Feld mehr besitzen würde? Beziehungsweise ist allgemein überhaupt ein Zusammenhang T → B denkbar?

Über eure Rückmeldungen würde ich mich sehr freuen! :-)

KnorxThieus (♂)

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