Wynika z niego bowiem, że elektrony są niczym planety krążące wokół jądra, będącego w tej analogii Słońcem. Kłopoty z interpretacją tego zjawiska sięgają wielu lat wstecz, ponieważ już na początkach rozwoju mechaniki kwantowej fizycy głowili się nad tym, jak w praktyce może wyglądać zachowanie elektronów. Czy obracają się one czy też nie? Odpowiedzi na to pytanie postanowili poszukać przedstawiciele serwisu ScienceAlert.
Czytaj też: Ta wieża produkuje energię z dwóch różnych źródeł. Osiąga przy tym świetne wyniki
Wśród powstałych teorii pojawiły się między innymi te sugerujące, że ścieżka, po której przemieszcza się elektron, może zostać zakrzywiona pod wpływem obecności pola magnetycznego. Później do głosu doszli Otto Stern oraz Walther Gerlach, którzy przeprowadzili pomiary dotyczące elektronów krążących wokół jąder w atomach srebra. Z ich ustaleń wynikało, jakoby owe elektrony musiały się obracać.
Szczególnie intrygujący wydawał się fakt, iż obrót ten prowadził do powstawania delikatnych pól magnetycznych skierowanych w górę lub w dół względem zewnętrznego pola magnetycznego. Swoje dołożył także Wolfgang Pauli, zdaniem którego cząstki pokroju elektronów nie nachodzą na siebie, ale już na przykład fotony mogą to robić. Pauli opierał swoje założenia na czterech liczbach: jedna odnosiła się do energii cząstki, dwie do pędu kątowego, natomiast czwarta była wyjątkowo tajemnicza.
Elektrony i sposób, w jaki się one rzekomo obracają, były zazwyczaj ilustrowane na podobnej zasadzie, jak krążenie planet wokół Słońca
To, co zapoczątkował Pauli, rozwinął Samuel Goudsmit. To właśnie jemu udało się wykazać, że elektrony mogą się obracać, choć sukces ten najprawdopodobniej nie byłby możliwy bez pomocy ze strony George’a Uhlenbecka. Tylko czy na pewno był to sukces? Z biegiem lat okazało się, że niekoniecznie.
Szkolne schematy wpoiły nam, że elektrony są kulami. Gdyby faktycznie tak było, prędkość ich obrotu pasująca do wyników eksperymentów musiałaby być około dziesięciokrotnie wyższa od prędkości światła. A z tego co wiemy, nic nie jest w stanie tego osiągnąć, ponieważ prędkość światła jest najwyższą możliwą do uzyskania we wszechświecie.
Czytaj też: Najmniejszy zegar atomowy na świecie otworzy drzwi do nowej fizyki
Problem z tą kwestią można podsumować słowami Sokratesa, ponieważ tak naprawdę wiemy, że nic nie wiemy. Z jednej strony elektrony wydają się w konkretny sposób poruszać względem jąder atomowych, ale z drugiej kompletnie nie pasuje to do wyobrażeń, jakie snujemy na podstawie tego, co obserwuje się w znanym nam świecie. Najbezpieczniej byłoby więc założyć, że spin elektronu faktycznie istnieje, lecz ilustrowanie go będzie obarczone wysokim ryzykiem wprowadzenia w błąd. A być może czasami lepiej jest nie posiąść danej wiedzy, niż zapamiętać coś, co po latach okaże się kompletnie niezgodne z realiami mechaniki kwantowej.
