Spin

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli käsittelee kvanttimekaanista ilmiötä, hiukkasen sisäistä pyörimismäärää. Sanan muita merkityksiä on erillisellä täsmennyssivulla.


Spin on alkeishiukkasten ominaisuus, jonka lähin klassinen analogia on sisäinen pyörimismäärä, mutta täysin spiniä ei voi kuvata klassisilla malleilla. Spin on kvantittunut ominaisuus siinä mielessä, että spinin itseisarvo voi saada arvot

S=\hbar\sqrt{s(s+1)},

missä kvanttiluku s on joko kokonaisluku tai puoliluku, s=0,1/2,1,3/2,... ja \hbar on Planckin vakio jaettuna 2\pi:llä. Jos spin on kokonaisluku, kyseessä on bosoni, jos puoliluku, kyseessä on fermioni.

Myös spinin jokaisen avaruuskomponentin mahdolliset arvot ovat kvantittuneet. Jos hiukkasen spiniä kuvaa yllä mainittu kvanttiluku s, spinin komponentti valitun koordinaattiakselin suuntaan voi saada 2s+1 arvoa eli esimerkiksi z-akselin suuntainen komponentti voi saada arvot

S_z = \hbar s_z, \qquad

missä s_z = - s, -(s-1), \cdots, s-1, s.

Spin liittyy hiukkasen magneettisiin ominaisuuksiin siten, että jos esimerkiksi atomin kokonaisspin on nollasta poikkeava, niin sillä on magneettinen momentti. Tällainen hiukkassuihku jakautuu epähomogeenisessa magneettikentässä 2s+1 eri osaan. Fyysikkojen puhekielessä spinistä puhuttaessa tarkoitetaan yleensä juuri kvanttilukua s.

Tavallisten alkeishiukkasten (kvarkit, leptonit) spin on 1/2. Fotonin, gluonin, sekä W ja Z -bosoneiden spin on puolestaan 1. Gravitonin spin on 2.

Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.