Percobaan Stern–Gerlach: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Gombang (bicara | kontrib)
k bot kosmetik perubahan
Baris 22:
Untuk elektron ada dua nilai yang mungkin buat momentum sudut spin yang diukur sepanjang sebuah sumbu. Hal ini juga berlaku untuk [[proton]] dan [[neutron]], yang merupakan partikel komposit yang terdiri atas tiga [[kuark]] (yang masing-masingnya merupakan partikel [[spin-½|spin-{{frac|1|2}}]]). Partikel lain memiliki nilai-nilai spin yang mungkin. <!--Other particles have a different number of possible spin values. [[Delta baryon]]s ({{SubatomicParticle|Delta++}}, {{SubatomicParticle|Delta+}}, {{SubatomicParticle|Delta0}}, {{SubatomicParticle|Delta-}}), for example, are spin +{{frac|3|2}} particles and have four possible values for spin angular momentum. [[Vector mesons]], as well as [[photons]], [[W and Z bosons]] and [[gluons]] are spin +1 particles and have three possible values for spin angular momentum. -->
 
Untuk memerikan percobaan menggunakan partikel spin +{{frac|1|2}} secara matematis, lebih mudah menggunakan notasi [[bra-ket]] dari [[Paul Adrien Maurice Dirac|Dirac]]. Bila partikel melewati peranti Stern-Gerlach, mereka "diamati". Aksi pengamatan ini dalam mekanika kuantum setara dengan pengukuran. Peranti pengukuran ini adalah detektor, dan dalam hal ini kita dapat mengamati salah satu dari dua nilai yang mungkin, yaitu spin atas dan spin bawah. Ini dideskripsikan oleh bilangan kuantum momentum sudut ''j'', yang dapat bernilai salah satu, +ħ/2 ata −ħ/2. Pengamatan (pengukuran) ini berkorespondensi dengan operator ''J''<sub>z</sub>. Dalam persamaan matematika,
 
:<math>|\psi\rangle = c_1\left|\psi_{j = +\frac{\hbar}{2}}\right\rangle + c_2\left|\psi_{j = -\frac{\hbar}{2}}\right\rangle. </math>
 
Konstanta ''c''<sub>1</sub> dan ''c''<sub>2</sub> adalah bilangan kompleks. Kuadrat dari nilai mutlaknya, (|''c''<sub>1</sub>|<sup>2</sup> dan |''c''<sub>2</sub>|<sup>2</sup>) menentukan [[probabilitas]] menemukan salah satu dari dua nilai ''j'' yang mungkin dalamm keadaan <math>|\scriptstyle \psi\rangle</math>. Konstanta ini juga harus dinormalisasi agar probabilitas menemukan salah satu nilai ini adalah 1. Namun, informasi ini tidak cukup untuk menentukan nilai ''c''<sub>1</sub> dan ''c''<sub>2</sub>, karena keduanya mungkin saja bilangan kompleks. Karena itu pengukuran hanya menghasilkan nilai mutlak nilai konstanta.
== Percobaan berurutan ==
Bila kita merangkaikan beberapa aparatus Stern-Gerlach, kita dapat melihat bahwa mereka tidak hanya bertindak sebagai penyeleksi sederhana, tapi juga mengubah keadaan yang diamati (seperti dalam [[polarisasi cahaya]]), menurut hukum [[mekanika kuantum]]
Baris 89:
* Dalam dasawarsa-dasawarsa selanjutnya, para ilmuwan menunjukkan, menggunakan teknik serupa, bahwa inti beberapa atom juga memiliki momentum sudut terkuantisasi. Interaksi momentum sudut nuklir ini dengan spin elektron bertanggung jawab terhadap struktur hiperhalus garis spektroskopis.
 
* Pada dasawarsa tigapuluhan, menggunakan aparatus Stern-Gerlach yang diperluas, [[Isidor Rabi]] dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa dengan mengubah-ubah medan magnet, mereka dapat memaksa momentum magnet dari satu keadaan ke keadaan lain. Rangkaian percobaan ini berpuncak pada tahun 1937 ketika mereka menemukan bahwa transisi keadaan dapat diinduksi menggunakan medan yang berubah-ubah terhadap waktu, atau [[frekuensi radio|medan RF]]. '''[[Osilasi Rabi]]''' ini adalah mekanisme kerja perlengkapan [[Magnetic Resonance Imaging]] yang ditemukan di rumah sakit.
 
* [[Norman F. Ramsey]] kemudian memodifikasi aparatus Rabi meningkatkan waktu interaksi dengan medan magnet. Kepekaan ekstrem akibat frekuensi radiasi membuat peralatan ini sangat berguna sebagai pengukur waktu akurat, dan masih digunakan saat ini di [[jam atom]].
 
* Pada awal dasawarsa 1960-an, Ramsey dan [[Daniel Kleppner]] menggunakan sebuah sistem Stern-Gerlach untuk menciptakan berkas hidrogen terpolarisasi sebagai sumber energi untuk [[Maser]] hidrogen, yang masih menjadi jam atom paling populer.
 
* Pengamatan langsung spin tersebut merupakan petunjuk paling langsung dari kuantisasi dalam mekanika kuantum