Aus dem Prinzip der Erhaltung des Gesamtdrehimpulses eines Systems bei allen möglichen Prozessen ergibt sich die Einschränkung, die mit der Beobachtung übereinstimmt: Fermionen können nur paarweise erzeugt oder vernichtet werden, niemals einzeln, da andernfalls der Gesamtdrehimpuls von einem ganzzahligen in einen halbzahligen Wert oder umgekehrt wechseln müsste. Dieses Isospinkonzept hat in der Entwicklung der spinempire online casino Elementarteilchenphysik eine wesentliche Rolle gespielt. Die Zustände können klassifiziert werden, indem man betrachtet, wie die Isospins der einzelnen Teilchen zum Gesamtisospin summiert werden; hierbei gelten die Regeln für die Addition von quantenmechanischen Drehimpulsen uneingeschränkt. Wenn man verschiedene Elementarteilchen wie Proton und Neutron oder Elektron und Elektronneutrino als die zwei Basiszustände wählt, wird die dadurch definierte physikalische Größe als Isospin des Teilchens bezeichnet.
Boson, Fermion, Teilchenzahlerhaltung
- Zudem folgt — dass ein System mit einer ungeraden Anzahl von Fermionen, das außerdem beliebig viele Bosonen enthält, nur einen halbzahligen Gesamtdrehimpuls aufweisen kann, während eine gerade Anzahl von Fermionen einen ganzzahligen Gesamtdrehimpuls bedingt.
- Auch bei vielen zusammengesetzten Teilchen und Quasiteilchen wird in der Umgangssprache der Physik der Drehimpuls um den Schwerpunkt als Spin bezeichnet , z. B. bei Proton, Neutron, Atomkern, Atom, …,.
- In diesem Kontext sind auch alle anderen allgemeinen Regeln des quantenmechanischen Drehimpulses anwendbar.
- Nimmt man für die zwei Basiszustände verschiedene Elementarteilchen, etwa Proton und Neutron, oder Elektron und Elektronneutrino, wird die durch dieses Vorgehen definierte physikalische Größe als Isospin des Teilchens bezeichnet.
- Ein System aus Bosonen und Fermionen hat daher genau dann einen halbzahligen Gesamtdrehimpuls, wenn es eine ungerade Anzahl Fermionen enthält.
Weiter folgt (dass ein System), das außer einer beliebigen Zahl Bosonen eine ungerade Anzahl von Fermionen enthält, nur einen halbzahligen Gesamtdrehimpuls haben kann, und mit einer geraden Anzahl Fermionen nur einen ganzzahligen Gesamtdrehimpuls. Der Spin führt zur grundlegenden und unveränderlichen Klassifizierung der Elementarteilchen in Bosonen , Spin ganzzahlig, und Fermionen (Spin halbzahlig). In diesen zusammengesetzten Systemen wird der Drehimpuls nach den allgemeingültigen Regeln der quantenmechanischen Addition aus den Spins und Bahndrehimpulsen ihrer fundamentalen Bestandteile gebildet.
Zwei gleiche Teilchen mit Spin ½
Auch bei vielen zusammengesetzten Teilchen und Quasiteilchen wird in der Umgangssprache der Physik der Drehimpuls um den Schwerpunkt als Spin bezeichnet (z. B. bei Proton, Neutron, Atomkern, Atom, …). Ein System aus Bosonen und Fermionen hat daher genau dann einen halbzahligen Gesamtdrehimpuls, wenn es eine ungerade Anzahl Fermionen enthält. Daher entsteht durch die Addition von zwei halbzahligen Drehimpulsen ein ganzzahliger , wie bei zwei ganzzahligen auch,, während sich ein halbzahliger und ein ganzzahliger Drehimpuls zu einem halbzahligen Drehimpuls addieren.
Zwei Teilchen mit Spin ½
Auch in diesem Zusammenhang gelten sämtliche anderen grundlegenden Regeln des quantenmechanischen Drehimpulses. Der Spin von Protonen — Neutronen, Atomkernen, Atomen, Molekülen, Exziton und Hadronen wie dem Ω−-Teilchen ergibt sich durch die Addition der Spins und Bahndrehimpulse der einzelnen Komponenten gemäß den Regeln der quantenmechanischen Drehimpulsaddition.
