Спин — это внутренняя форма углового момента, переносимого частицами. Это не то же самое, что вращающийся волчок. Волчок вращается вокруг оси. Электрон имеет спин, но он не вращается в пространстве. Спин — это квантовое свойство, как заряд или масса. Он имеет дискретные значения, измеряемые в единицах ħ, приведенной постоянной Планка. Электроны, протоны и нейтроны имеют спин 1/2. Фотоны имеют спин 1. Гравитоны, если они существуют, имеют спин 2. Бозон Хиггса имеет спин 0.

Спин — это чисто квантовое понятие. У него нет классического аналога. Он был открыт в 1920-х годах в ходе эксперимента Штерна-Герлаха, показавшего, что атомы серебра в магнитном поле расщепляются на два пучка. Это расщепление нельзя было объяснить только орбитальным движением. Спин объясняет это. Спин имеет важное значение для принципа Паули, который гласит, что никакие два фермиона не могут занимать одно и то же квантовое состояние. Именно этот принцип объясняет, почему атомы имеют структуру и почему материя не коллапсирует. Спин также используется в магнитно-резонансной томографии, где ядра водорода в магнитном поле поглощают и излучают радиоволны. Спин — это фундаментальное свойство частиц, столь же основное, как масса или заряд.

Факты о вращении

• Определение. Собственный угловой момент.
• Quantum. Представлен в дискретных значениях.
• Фермионы. Половина целого числа, например, 1/2.
• Bosons. Целочисленный спин, например, 1 или 2.
• Discovery. Эксперимент Штерна-Герлаха, 1922 год.

Вращение — это не то же самое, что орбитальный угловой момент. Орбитальный угловой момент возникает из-за движения в пространстве. Вращение же является внутренним свойством движения.