スピンは、粒子が持つ角運動量の固有の形態です。これは、回転するコマとは異なります。コマは軸を中心に回転しますが、電子はスピンを持ちますが、空間内で回転しているわけではありません。スピンは、電荷や質量と同様に量子的な性質です。スピンは離散的な値を取り、換算プランク定数ħを単位として測定されます。電子、陽子、中性子はスピン1/2を持ちます。光子はスピン1を持ちます。重力子が存在する場合、スピンは2です。ヒッグス粒子はスピン0を持ちます。
スピンは純粋に量子力学的な概念であり、古典力学的な対応物はありません。1920年代にシュテルン=ゲルラッハの実験によって発見されました。この実験では、磁場中の銀原子が2つのビームに分裂することが示されました。この分裂は軌道運動だけでは説明できませんでしたが、スピンによって説明できます。スピンは、2つのフェルミオンが同じ量子状態を占めることはできないというパウリの排他原理に不可欠です。この原理こそが、原子が構造を持ち、物質が崩壊しない理由です。スピンは磁気共鳴画像法(MRI)にも用いられ、磁場中の水素原子核が電波を吸収・放出します。スピンは、質量や電荷と同様に、粒子の基本的な性質です。
事実を歪曲する
- 定義。 固有角運動量。
- Quantum. 離散的な値で表されます。
- フェルミオン。 半整数スピン、例えば 1/2。
- Bosons. 1 または 2 のような整数スピン。
- 発見。 シュテルン=ゲルラッハ実験、1922年。
スピンは軌道角運動量とは異なります。軌道角運動量は空間における運動から生じますが、スピンは本質的なものです。
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