Spin

Spin je osnovna osobina elementarne čestice, poput mase i naelektrisanja. Pošto je kvantno-mehaničke prirode ne može se opisati makroskopski. Najpribližnije se može shvatiti kao mehanički moment, tj, kao da se čestica ponaša kao mala čigra. Spin ima dimenzije dejstva, a izražava se kao proizvod Planckove konstante  i spinskog kvantnog broja.

Pored elementarnih čestica spin mogu posjedovati i njihove kombinacije, recimo, atomska jezgra pa se onda govori o nuklearnom spinu. Nuklearni spin je kombinacija spinova protona i neutrona od kojih je jezgro načinjeno. Isto tako, orbite elektrona u atomima i molekulima mogu imati spin. Čestice sa cjelobrojnim spinskim kvantnim brojem su bozoni, a sa polucjelim fermioni.

U okviru kvantne mehanike čestice posjeduju vlastiti (intrinsični) ugaoni impuls. Ovaj ugaoni impuls je kvantiziran, tj. može poprimiti samo strogo određene vrijednost i naziva se spin. Zbog svojih osobitih svojstava, spin se nikako ne može jednostavno objasniti kružnim kretanjem tj. rotacijom čestice u okvirima klasične mehanike. Pokazuje se prikladnim prilikom prikaza spina u u okviru kvantne mehanike uvesti bezdimenzionalnu veličinu "spinskog kvatnog broja" s, koja može poprimiti vrijednost cijelih (s = 0, 1, 2...) ili polu-cijelih (s = 1/2, 3/2...) brojeva. Čestice sa cjelobrojnim spinskim brojem su bozoni, a oni sa polucijelim su fermioni. Iznos ugaonog impulsa može poprimiti samo vrijednosti zadane sa:

Gdje je  reducirana Planckova konstanta.

Osim kvantizacije iznosa spina, kvantiziran je i iznos projekcije spina sz na neku proizvoljno odabranu z os, koja može poprimiti samo vrijednosti:

Sabiranje spina i orbitalnog ugaonog impulsa u okviru kvantne mehanike također se vrši na specifičan način.

Čestice koje posjeduju spin, mogu posjedovati intrinsični magnetni moment μ, tako da za česticu naboja q, mase m, i spina s vrijedi:

Ovdje je g veličina zvana žiromagnetski omjer ili Landeov g faktor, koji za elektron iznosi oko 2,0023. Intrinsični magnetni moment čestice ne može se objasniti u okviru klasične fizike i klasične elektrodinamike, npr. kao jednostavna rotacija nabijene čestice naboja e sa ugaonim impulsom iznosa L. Za povezivanje veličina s i μ potrebno je tumačenje u okviru kvantne elektrodinamike.

Pod pojmom spin često se osim ugaonog impulsa podrazumijeva zapravo sam spinski kvantni broj s, ili čak intrinsični magnetni moment čestice.

U engleskom jeziku riječ "spin" ima više značenja, od kojih mnoga nemaju nikakve veze sa fizikom. U okviru fizike, literatura na Engleskom pojam "spin" koristi kao naziv za vlastiti (intrinsični) ugaoni impuls, odnosno ugaoni impuls povezan sa rotacijom tijela oko njegovog vlastitog centra mase, bilo u okviru klasične ili kvante fizike.

 Također pogledajte 
 Ugaona količina kretanja

 Literatura 
S. Macura, J. Radić-Perić, Atomistika, Službeni list, Beograd, 2004. str. 144.

 Vanjski linkovi 

 http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=0007A735-759A-1CDD-B4A8809EC588EEDF
 http://www.lorentz.leidenuniv.nl/history/spin/goudsmit.html
 http://galileo.phys.virginia.edu/classes/751.mf1i.fall02/AngularMomentum.htm
 http://books.google.com/books?id=3_7uriPX028C&pg=PA31
 http://www.nature.com/nature/journal/v462/n7272/pdf/462416a.pdf

Kategorija:Rotacijska simetrija
Kategorija:Kvantna teorija polja
Kategorija:Fizikalne veličine