電子について

質問

電子に関する質問です。
電子２つからなる系を考えたときに、電子の上向きのスピンを＋、電子の下向きのスピンを－とすると、この系の状態は、｛＋,＋}、｛＋,－｝、｛－,＋}、｛－,－}
でも、電子は区別できないから、この系の考えられるすべての状態は、｛＋,＋}、｛＋,－｝、｛－,－}の３つであるという考えはあっているでしょうか？

回答No.1

BOMBARDMENT · ベストアンサー

量子論においては、個々の粒子を区別することは不可能であるとの前提に立っていると考えられておりますのは、質問者さんのおっしゃる通りです。ところが、電子はフェルミオンなので、任意の２粒子の｛＋,－｝→｛－,＋}のような座標の符号変換が容認されます。そこから考えますと、スピンを考慮した電子が満たす状態は、｛＋,＋}、｛＋,－｝、｛－,＋}、｛－,－}の４つであると結論づけられます。

｛＋,＋}、｛＋,－｝、｛－,－}の３つの状態がすべてであるとすると、｛＋,－｝→｛－,＋}のごとき２粒子の座標交換が否定されることになり、電子はボソンとなってしまいます。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。

回答No.3

anju825

alwen25さんの捕捉です。電子が2つある場合、電子のとることのできる軌道が2つと電子のスピンがとることができる状態が２つあるために計４つの状態を取ることができます。
表記の都合上、上向きスピンを↑、下向きスピンを↓とさせてもらうと、
一重項は{↑↓-↓↑}
三重項は{↑↑}、｛↓↓｝、{↑↓+↓↑}
とすることができます。また、３重項は電子のスピンの方向と平行に磁場をかけると３つの準位に分かれる(ゼーマン分裂)ため、このように呼ばれています。

お礼

丁寧に解説していただきありがとうございます。

回答No.2

alwen25

一重項と三重項なので合計４つになります。
三重項がなぜ３つなのかは私にも説明できません。

お礼

回答ありがとうございます