Heinz R. Pagels Cosmic Code - Globale-Evolution TV
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sollten wir fragen, welche dieser beiden Möglichkeiten, die gerade oder die ungerade<br />
Wellenfunktion, von wirklichen identischen Teilchen erfüllt wird. Es stellt sich heraus,<br />
dass beide vorkommen, aber jede in einer anderen Klasse von Quantenteilchen. Um das<br />
zu erklären, müssen wir etwas weiter ausholen und den Begriff des Teilchenspins kurz<br />
beschreiben.<br />
Alle Quantenteilchen, wie die Photonen, Elektronen, Protonen, Neutronen und sogar<br />
die Quarks, haben einen definierten Spin oder Eigendrehimpuls. Man kann sie sich wie<br />
kleine rotierende Kreisel vorstellen. Eine bemerkenswerte Folge der speziellen Relativitätstheorie<br />
und der Quantentheorie, die wir hier nicht zu beweisen versuchen wollen, besteht<br />
darin, dass der Spin dieser Quantenteilchen gequantelt ist. Der Spin kann nicht beliebig<br />
sein; er muss diskrete Werte aufweisen. Der Spin dieser Teilchen in bestimmten<br />
Spineinheiten nimmt dann die Werte<br />
0, 1/2, 1, 3/2, 2, 5/2. . .<br />
an. Der Spin ist entweder eine ganze Zahl, 0, 1, 2..., oder die Hälfte einer ganzen Zahl,<br />
1/2, 3/2, 5/2..., eine Unterscheidung von großer Bedeutung in der Quantentheorie. Teilchen<br />
mit ganzzahligem Spin, wie das Photon mit dem Spin 1, und solche mit halbzahligem<br />
Spin, wie das Elektron mit dem Spin 1/2, verhalten sich ganz verschieden.<br />
Wir sehen also, dass es zwei Teilchenfamilien gibt: die mit dem ganzzahligen Spin 0, 1,<br />
2 und die mit dem halbzahligen Spin 1/2, 3/2, 5/2... Bei unserer Erörterung des Platzwechsels<br />
von Teilchenpaaren haben wir festgestellt, dass sich aus dem Ununterscheidbarkeitssatz<br />
für die Wellenfunktion zwei Möglichkeiten ergeben haben: gerade oder ungerade.<br />
In der Quantentheorie gibt es ein berühmtes Theorem, das Spin-Statistik-Theorem,<br />
das wir jetzt anführen können: Für Teilchen mit ganzzahligem Spin muss man immer<br />
die gerade Wellenfunktion wählen, für Teilchen mit halbzahligem Spin immer die ungerade.<br />
Somit sind sowohl die gerade als auch die ungerade Entscheidung physikalisch<br />
von Bedeutung, denn jede gilt für eine andere Teilchenfamilie.<br />
Jetzt lässt sich ohne weiteres erkennen, wie die Identität des Ununterscheidbaren zu<br />
Kräften zwischen identischen Teilchen führen kann. Stellen wir uns vor, wir haben zwei<br />
durch den Abstand x voneinander getrennte identische Photonen. Das Photon hat den<br />
Spin 1, also muss die Wellenform Ψ