Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần III - Bản giao hưởng vũ trụ
Chương 7 - Cái "siêu" trong siêu dây(3)
Với những hiểu biết đó về khái niệm spin, bây giờ chúng ta hãy quay
trở lại vai trò của nó trong việc phát hiện ra lỗ hổng trong định lý Coleman
- Mandura liên quan tới những đối xứng khả dĩ của tự nhiên mà ta đã nói
tới trong mục trước...
Spin
Một hạt sơ cấp như electron có thể quay trên một quỹ đạo xung quanh hạt
nhân tựa như trái đất quay quanh mặt trời. Nhưng, trong cách mô tả truyền
thống coi electron như một hạt điểm, thì lại không có hình ảnh giống như
trái đất tự quay xung quanh mình nó. Khi một đối tượng quay quanh mình
nó, tất cả các điểm trên trục quay, giống như tâm điểm của một chiếc đĩa
quay, đều không chuyển động. Tuy nhiên, nếu một vật nào đó thực sự có
dạng điểm, thì nó sẽ không có "những điểm khác" nằm ngoài bất kỳ trục
quay nào. Và như vậy, đơn giản là không có chuyển động tự quay của một
hạt điểm. Nhiều năm trước, lý luận đó đã bị nghi vấn bởi một bất ngờ
lượng tử khác.
Năm 1925, hai nhà vật lý Hà Lan là George Uhlenbeck và Samuel
Goudsmit đã nhận thấy rằng, một số lớn các số liệu khó hiểu liên quan với
những tính chất của ánh sáng phát xạ và hấp thụ bởi các nguyên tử có thể
giải thích được nếu như giả thiết rằng các electron có những tính chất từ rất
đặc biệt. Khoảng vài trăm năm trước, nhà vật lý người Pháp là André Marie
Ampère đã chứng tỏ được rằng các diện tích chuyển động sinh ra từ tính.
Uhlenbeck và Goudsmit đi theo đường hướng đó và đã tìm thấy rằng chỉ có
một loại chuyển động đặc biệt của electron mới tạo ra những tính chất từ
phù hợp với các số liệu: đó là chuyển động tự quay (tiếng Anh gọi là spin).
Trái với những dự đoán cổ điển, Uhlenbeck và Goudsmit tuyên bố rằng, tựa
như trái đất, các electron vừa quay và vừa tự quay.
Nhưng liệu Uhlenbeck và Goudsmit có thực sự muốn nói rằng các electron
