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こんばんは, 宮本です。

スピンに対する理解が, 石原さんと私とで隔たりがあるようだとはわかり
ましたが, その原因については未だわかりません。この記事は, その溝を
埋めることにはほとんど寄与しないだろう事項に関する記述であることを, 
あらかじめ断っておきます。


In <c0k2h2$s3o$1@news01.iij4u.or.jp>
>> たしかに地球の自転は並進運動とは別の自由度ですが、自転軸というのは、
>> 北極星という3次元空間のひとつの方向を向いてますよね。
>> 角運動量を持ち出したというのも、つまりはこのこと、スピンも3次元空間内の
>> 方向を持つベクトルであろう、ということを言いたかったんで、今考えれば
>> 脱線でした。私も混乱してたようです。地球の自転軸と言えばすむ話でした。
>> で、このことはよろしいでしょうか？まさか、スピンは空間とは別の自由度だから、
>> 空間的な方向など持たないんだ、というご主張ではなかろうと思いますが
>> （そしてあの時には私にはそのような主張に見えた、ということですが）。

角運動量が三次元空間内で方向をもつベクトル量であることには同意します。
しかしこの引用部分の下から二行目が, 面白いと思いました。

今ここにスピン S=1/2 をもつ電子が一個あるとします。スピン角運動量を
持っているのですから, 上で同意したように, そのベクトルの方向を三次元
空間内で考えることができるはずです。ではどっちを向いているのでしょう ?

やー, おもしろいなー (ニコニコ)。答えは「わからない」または「お気に
召すまま」となるのだと思います。その意味は, 仮にスピンに由来する磁気
モーメントの x 成分を測れば +1/2 \hbar または -1/2 \hbar だし, そうで
なくて y 成分を測れば +1/2 \hbar または -1/2 \hbar だし, あるいは z 
成分を測れば +1/2 \hbar または -1/2 \hbar になる。観測者が任意に選んだ
軸方向についての成分が +1/2 \hbar または -1/2 \hbar であると観測される
と。

観測問題とか波動関数の収縮とかいう言葉が聞こえてきそうですが, その通り
です。その意味で (観測するまで) 空間的な方向は決められないことになって
しまいます。より根元的には, 観測してもその方向の成分がわかるだけで, 
他の軸方向の成分はわからない。三次元空間でベクトルの方向を決めるため
には, 例えばデカルト座標系で各軸に投影した成分の大きさがわからないと
いけないのですが, それらを同時に正確に測定することはできない。不確定性
原理のせいです。すなわち磁気モーメントベクトルの三次元空間内での方向を
決めることができないことになってしまいます。なおこれは角運動量一般の
性質であって, スピンに限った話ではありません。念のため。なおベクトルの
大きさと, ある軸方向の成分を同時に決めることはできます。演算子 L^2 と
L_i とは可換ですので。L_i と L_j が非可換 (i, j = x, y, z)。
しかしこれは石原さんと私との溝を埋めるものではないので余談としておき
ます。


さて次に「と」な問題について。
私は「と」理論の全てが悪だとは考えていません。ここだけ抜き出されると
ちょっと語弊がありますが。すなわち普通の研究者だって普段の思考過程に
おいて, 少々「と」な理論や平凡な理論は, それこそ掃いて捨てるほど考えて
いることと思われます。そういった中からすぐれた考えが出てきたり, 理解が
深まったりするものだと考えるからです。

当時この「メビウスの輪」の問題は, メビウスの輪に電流を流すと無限の
エネルギーが得られるなどと言うような (詳細は忘れましたが) 理論を唱える
人がどこぞに居て, それに関する話題が本筋 (多くの人が記事をポストして, 
また話が長く続いた) だったかと思います。相対論や無限エネルギーに関する
「と」理論は世の中にたくさんあって, この fj.sci.phys でも時々議論に
なります。しかし量子論に関するその手のモノは, あまり見かけませんでした。
そのような中で, 「メビウスの輪とスピンの反転」の話題が出てきたので, 
興味を引かれたわけです。

荒唐無稽な理論について, あれこれ空想を広げることは, うまくいけば楽しい
ことですが, 出発点に致命的な誤解を含んでいては興醒めですよね。承知の
上で標準的な物理に反する仮定を置くということもアリかとは思いますが, 
その場合には「ここは荒唐無稽な仮定」と明示するのがルールだと思います。
みんなが参加して遊ぶゲームのルールは公開しておくってことですね。

そこで「メビウスの輪とスピンの反転」の話題は興味を引かれた話題だったの
ですが, スピンが反転するかどうかという点で直感的に違和感があったので, 
あの記事をポストしました。その後の展開はご存じの通りで, うやむやに
なったというか立ち消えでした。主流が別にあったためかもしれません。その
為に今回ほどは深く考えていなかったというのが正直なところです。さて今回
あらためて話題にして, いろいろ考える機会が得られて, 嬉しいです。


閑話休題か(?)。<c0iorq$ta3$1@news.cc.hirosaki-u.ac.jp> で私は, 

|| ご存じの通り磁気共鳴では, 磁場中のスピンが
|| 電磁波のエネルギーの授受を伴って, その向きを反転させます。しかし
|| 磁場中に置いた試料の向きを変えたからと言って, そのせいで電磁波の
|| 吸収あるいは放出が観測されるなんてことはないだろう, と考えたのです。

と述べました。しかしその後よくよく考えると, 別なことに思い至りました。
それは ...... 常磁性な物体を磁場中におけば, 磁化されて(巨視的な)磁気
モーメントを持つ。つまりマクロな磁石だ。それが回転運動などをすれば, 
おやおや電磁波の放出になるではないか (ただしスピンの緩和が回転運動に
比べて遅い場合)。でもここで出てくる電磁波の周波数は, 物体の回転運動の
回転速度に依存するものであって, αスピンとβスピンの反転に共鳴する
周波数とは全く異なるけれど。


石原さんの次の記事も来たようですが, 私のこの記事は余談集ということで, 
本題は別記事にしたいと思います。ではでは。
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Ryo MIYAMOTO; rmiya@cc.hirosaki-u.ac.jp;