Spin ist eine intrinsische Form des Drehimpulses von Teilchen. Er ist nicht dasselbe wie ein Kreisel, der sich um eine Achse dreht. Ein Elektron besitzt zwar Spin, rotiert aber nicht im Raum. Spin ist eine Quanteneigenschaft, wie Ladung oder Masse. Er tritt in diskreten Werten auf, gemessen in Einheiten von ħ, dem reduzierten Planckschen Wirkungsquantum. Elektronen, Protonen und Neutronen haben Spin 1/2. Photonen haben Spin 1. Gravitonen, sofern sie existieren, haben Spin 2. Das Higgs-Boson hat Spin 0.

Spin ist ein rein quantenmechanisches Konzept. Es hat kein klassisches Analogon. Entdeckt wurde es in den 1920er Jahren durch das Stern-Gerlach-Experiment, das zeigte, dass sich Silberatome in einem Magnetfeld in zwei Strahlen aufspalten. Diese Aufspaltung ließ sich nicht allein durch die Orbitalbewegung erklären. Der Spin liefert die Erklärung. Spin ist wesentlich für das Pauli-Prinzip, das besagt, dass keine zwei Fermionen denselben Quantenzustand einnehmen können. Dieses Prinzip ist der Grund, warum Atome eine Struktur besitzen und Materie nicht kollabiert. Spin wird auch in der Magnetresonanztomographie genutzt, wo Wasserstoffkerne in einem Magnetfeld Radiowellen absorbieren und emittieren. Spin ist eine fundamentale Teilcheneigenschaft, so grundlegend wie Masse oder Ladung.

Fakten zum Thema Spin

• Definition. Intrinsischer Drehimpuls.
• Quantum. Kommt in diskreten Werten vor.
• Fermions. Halb-ganzzahliger Spin, wie 1/2.
• Bosons. Ganzzahliger Spin, wie 1 oder 2.
• Discovery. Stern-Gerlach-Experiment, 1922.

Spin ist nicht dasselbe wie Bahndrehimpuls. Bahndrehimpuls entsteht durch die Bewegung durch den Raum. Spin ist eine intrinsische Eigenschaft.