自旋能不能用粒子自转来解释？

01-16

相似问题：
自旋角动量与轨道角动量的物理意义？ - 物理学
自旋为1/2的粒子是什么形状的，三维真的有转两圈才能和自己重合的形状？ - 物理学

什么是粒子自旋? - 化学

从物理上看, 这个理解最大的困难在于我们没有观察到基本粒子的内部结构, 或者说, 基本粒子就是一个点粒子. 说一个点的自转, 似乎本来就没有意义.

如果硬要赋予基本粒子一个在我们目前的实验精度之下的更小的但有限的体积, 那么会带来很多问题:

电荷在粒子中分布可能会导致能量发散;
如匿名用户的回答所说, 想要达到 $hbar/2$ 角动量, 粒子表面的转速必须会超光速, 与相对论相违背;
空间转动的角动量总是整数的, 无法解释半整数的角动量;
无质量粒子的转速发散.

如果我们将自旋看作基本粒子的内禀自由度, 那么上面的所有问题都可以得到良好解决.

另外我觉得什么是粒子自旋? - Minglei Xiao 的回答这个回答反而说明了自旋不能用(位形空间中的)自转来解释... 现在是在自旋空间按 SU(2) 的表示转动, 和位形空间毫无关系... 之所以说在"转", 可能只是因为 SU(2) 是 SO(3) 二重复叠, 它们某种程度上说都是"转动群".

好像有人提到了量子场论，very good。量子场论正好可以解释这个“内禀自由度”是怎么一回事。

首先从量子场论的基本假设开始说，量子场论认为粒子并不是建构这一理论的最底层的实体，场才是，粒子是场的激发态，因此，我们所能看到的物理是由场的性质决定的。我们能看到离散的粒子是因为量子化的场具有离散的本征态。假如我们的理论只有场没有量子化，那么可以想象这样的理论中是没有离散的粒子，只有连续的物质的。

回到楼主的问题，自旋1/2的粒子对应的场是旋量场，解出来的解正好是二维的，所以才有两个自旋的自由度。

ps:只用supersymmetry 和经典的动力学也可以造出自旋来，参考Nakahara12.9

不能，你可以认为这是为了保证角动量守恒而引入的一个神秘属性，这东西被称为spin完全是一个类比的命名（analogue）

这种想法不是没人想过，但是会出现超光速的问题，被否了。

不能，自旋是粒子的内秉性。是它固有的性质。

自旋并不是自转，只是一种粒子的状态，而不是具体的顺时针还是逆时针转动

不能。自旋在施特恩盖拉赫实验中被证明，也可以说是人类做出的一种假设来满足实验现象。此外赛曼效应也说明自旋存在。它不是经典状态下粒子旋转形成的，因为形成这个角动量需要粒子边际速度大于光速，目前我们认为，超光速不可能。它是粒子内禀的一种属性，有点类似于质量。它不能用宏观中的经典模型来理解。

你见过角动量各个分量都相同的自转吗？

拿电子来说，如果建立实心球体自转的模型，通过角动量算出来表面的线速度远大于光速。

不能。带电粒子自转会损失能量。与量子理念相背。