Encontrar o ponto em falta com o Experimento de Stern-Gerlach
A experiência de Stern-Gerlach inesperadamente revelou a existência de rotação de volta em 1922. Os físicos Otto Stern e Walther Gerlach enviou um feixe de átomos de prata através dos pólos de um ímã - cujo campo magnético estava no z direção - como você pode ver na figura a seguir.
Uma vez que 46 dos 47 electrões de prata estão dispostos em uma nuvem simétrica, que contribuem em nada para o momento angular orbital do átomo. O elétron 47 pode estar em
a 5s Estado, caso em que seu momento angular é eu = 0 e o z componente desse momento angular é 0
a 5p Estado, caso em que seu momento angular é eu = 1, o que significa que o z componente do seu momento angular pode ser -1, 0, ou 1
Isso significa que Stern e Gerlach esperava ver um ou três pontos na tela que você vê à direita na figura, que correspondem aos diferentes estados do z componente do momento angular.
Mas famosa, viram apenas dois pontos. Este intrigado a comunidade da física por cerca de três anos. Então, em 1925, os físicos Samuel A. Goudsmit e George E. Uhlenbeck sugeriu que os elétrons contidos momento angular intrínseco - e que o momento angular intrínseco é o que lhes deu um momento magnético que interage com o campo magnético. Afinal de contas, era evidente que alguns momento angular diferente do momento angular orbital estava no trabalho aqui. E que o momento angular built-in veio a ser chamado girar.
O feixe de átomos de prata divide em dois, dependendo da rotação do elétron 47 no átomo, por isso há dois possíveis estados de rotação, que veio a ser conhecido como acima e baixa.
Spin é um efeito mecânico puramente quântico, e não há nenhuma análogo clássico real. O mais próximo que você pode vir é compará rotação à rotação da Terra, uma vez que vai ao redor do sol - isto é, a Terra tem ambos os spin (porque ele está girando em seu eixo) e momento angular orbital (porque ele está girando em torno do sol) . Mas mesmo essa imagem não totalmente explicar rotação em termos clássicos, porque é concebível que você poderia parar a Terra de girar. Mas você não pode parar de elétrons de giro possuir, e que também vale para outras partículas subatômicas que possuem rotação, tais como prótons.
Rotação não depende de graus espaciais de liberdade- mesmo se você fosse ter um elétron em repouso (o que viola o princípio da incerteza), ainda possuiria rodada.