Наткнулся в Интернете на статью в СОЖе двух докторов ф.м. наук, Белоусова Ю.М. и Смилга В.П., о мюонном методе исследования вещества (http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9901_076.pdf).
Кстати, на тот момент оба преподавали в МФТИ. Возможно, преподают и сейчас.

Заинтересовало меня в этой статье объяснение того, почему для спина частицы не существует никакой классической аналогии - собственный момент количества движения есть, а никакого вращательного движения нет. Приведу цитату:

"Если попытаться представить спин как вращение элементарной частицы (шарика) вокруг оси, проходящей через ее полюсы, то, например, для электрона, классический радиус которого ~10¹³см, на экваторе линейная скорость в сотни раз превысит скорость света, что невозможно, так как противоречит теории относительности. Приведенную оценку вполне может выполнить и восьмиклассник"

Трудно предположить, что доктора ф.м. наук не знают СТО. Можно было бы списать такое "объяснение" на научно-популярность СОЖа, однако подобный расчет имеется и в вузовском учебнике Сивухина (т.5, с.216).

Тогда в чем дело?

Допустим, у нас имеется металлический шар некоторого радиуса. Начнем его раскручивать (будем считать, что шар сверхпрочный и его радиус при раскрутке не меняется). С ростом скорости вращения момент импульса (количества движения) шара будет расти. Через какое-то время линейная скорость на экваторе шара приблизится к световой.
Согласно СТО рост скорости на экваторе при этом практически прекратится, но момент импульса и момент инерции шара будут продолжать расти. Точно так же, как растет импульс и инертность (релятивистская масса) тела при движении по прямой, когда его скорость приближается к скорости света.

Так что для конкретного момента количества движения электрона, при его заданном радиусе, существует линейная скорость вращения на экваторе, которая меньше скорости света. И при этом нет никакого противоречия с теорией относительности.

ДВ13-1: В чем состоит противоречие с теорией относительности при попытке объяснения спина электрона вращением его вокруг собственной оси? Ведь при раскручивании шара скорость точки на его экваторе никогда не превысит скорости света, при любом конечном значении момента импульса шара.



В той же статье СОЖа утверждалось, что если у частицы есть спин, то ему обязательно сопутствует магнитный момент. А на Элементах рассказывалось о влиянии магнитного поля на фотоны (http://elementy.ru/blogs/users/orlovio/3710/">Аксионы? ). Но у фотона спин имеется, а значит, согласно утверждению, должен быть и магнитный момент. В таком случае, магнитное поле вполне может непосредственно (без аксионов) взаимодействовать с фотонами лазерного луча. Так ли это?

ДВ13-2: У фотона спин равен 1, а существует ли у фотона магнитный момент?


Попутно еще ряд вопросов на тему спина:

ДВ13-3: Спин протона равен 1/2. А чему равна энергия спина протона, хотя бы примерно? У электрона спин также равен 1/2, чему равна энергия спина электрона?

ДВ13-4: Почему у частицы или ядра спин считается единственным, ведь осей вращения может быть несколько? Существуют ли физические эффекты, которые можно объяснить наличием у частицы второго спина, не обязательно релятивистского?

ДВ13-5: При релятивистском вращении тела вокруг своей оси, релятивистская масса (или инертность), если не ошибаюсь, должна отличаться в направлениях параллельно и перпендикулярно оси вращения. Проводились ли измерения массы поляризованной частицы параллельно и перпендикулярно спину?

ДВ13-6: Вращается ли электростатическое поле при вращении заряженного тела? Имеется ли у электростатического поля инерция? С приближением скорости вращения тела к световой, возрастает ли инертность электростатического поля?



P.S. Понял, что меня смущало в изменении траектории фотона в гравитационном поле.

При движении тела по окружности, у части тела, которая расположена ближе к центру вращения, линейная скорость меньше, чем у дальней части тела. То же самое справедливо и для поворота.

Если фотон не является материальной точкой (а материальных точек в природе не бывает, это математическая абстракция), то при повороте (изменении траектории), только центр "масс" фотона может иметь линейную скорость, равную скорости света. Ближняя к центру поворота часть фотона должна иметь меньшую линейную скорость, а дальняя - скорость, которая превышает скорость света.

Конечно, можно закрыть этот парадокс каким-нибудь принципом неопределенности :), и тем не менее.

По этому случаю вопрос:

ДВ8-13: Может ли фотон принимать форму кольца, которое вращается вокруг собственной оси со скоростью света, и при этом такое кольцо может перемещаться в пространстве с произвольной скоростью, вплоть до нулевой, и обладать массой покоя?

Чем не претендент на роль нейтрино :)?