量子力学的に光子のスピンは何故１なのですか？

質問

量子力学的に光子のスピンが１になるのか分かりません。ベクトルは３のはずですが、光子の何の成分が３なのか不明です。中学生レベルで分かりやすく教えていただけないでしょうか。

よろしくお願い致します。

回答No.1

ojisan7 · ベストアンサー

光子のスピンが１であることは、やはりZeeman効果や遷移の選択則などの実験によって、最終的にRamanによって実証されたようです。光子のスピン演算子Ｓのｚ成分の固有値は±１、０の３個ですが、ヘリシティーは±１となります。Ｓz=0となる縦光子は光子の質量が０のため、物理的な観測にかかりません。このことについては、中西襄「場の量子論」にスカラー光子、縦光子がゴーストとして決して観測にかからないことが詳しく説明されています。スカラー光子は確率解釈に従えばクーロン力ですが、クーロン力の量子は観測させません。巷では、静電引力を光子のキャッチボールで説明する俗説が流布されていますが、静電場（クーロン力）を量子化して粒子的描像を得ることはできません。

お礼

ご回答ありがとうございました。
量子力学は、いろんな本を読んだり、自分で物理現象を矛盾なく説明できるように深く考えてきました。
しかし、量子力学の基礎を十分理解してないために人の話について行けないこともありました。
大変参考になりました。
改めて、お礼申し上げます。