Visa källa för Spinn

{{Hänvisning|spinn inom [[kvantmekanik]]|spinn inom Public relations|Spin (PR)}}
{{Kvantfysik}}

'''Spinn''' är en [[kvantfysik]]alisk egenskap ([[frihetsgrad]]) hos partiklar i [[mikrokosmos]].<ref name="merzbacher372"/><ref name="griffiths183"/> Spinn är ett [[rörelsemängdsmoment]] en partikel har utöver sitt banrörelsemängdsmoment. De [[kvanttal]] som beskriver en partikels totala spinn och dess projektion längs en godtycklig axel har beteckningarna ''s'' och ''m<sub>s</sub>''. Spinn beskrivs matematiskt av sambanden
:<math>\mathbf{S}^2|\psi\rang =\hbar^2 s(s+1)|\psi\rang</math>
:<math>\mathbf{S_z}|\psi\rang=\hbar m_s|\psi\rang</math>
:<math>m_s \in \{-s, -s+1, ..., s-1, s\}</math>

där ''S''<sup>2</sup> och ''S<sub>z</sub>'' är spinnoperatorer som verkar på [[kvanttillstånd]]et ''ψ''. Utläst betyder de att ''S''<sup>2</sup> – en partikels spinn i kvadrat – är den reducerade [[Plancks konstant]] i kvadrat gånger partikelns spinntal ''s'' gånger sig själv plus ett, medan spinnet i en viss riktning ges av den reducerade Plancks konstant gånger ''m<sub>s</sub>''. Dessa samband visar också att de möjliga kvantiseringarna längs en axel beror av det totala spinnet – som är specifikt för varje elementarpartikel – samt att både ''s'' och ''m<sub>s</sub>'' med nödvändighet är [[Heltal|hel-]] eller [[halvtal]].<ref name=Pauli/> Partiklar med heltalsspinn kallas [[boson]]er och de med halvtalsspinn [[fermion]]er.

Ur sambanden kan man även utläsa att storleken på en partikels spinn är <math>\scriptstyle{{\hbar \sqrt{s^2+s}}}</math> – alltså lite mer än ℏ''s''. Det totala spinnet är alltså alltid större än spinnet i en viss riktning, ℏ''m<sub>s</sub>'' (förutsatt att partikeln inte är spinnlös). Detta kan tolkas som att en partikels spinn alltid avviker något från den riktning man mäter i (vilket är ett exempel på Heisenbergs [[Osäkerhetsprincipen|osäkerhetsrelation]]).

== Spinn och rotation ==
Benämningen spinn syftar på en hypotetisk egenrotation som man tillskrev en elektriskt laddad partikel och som tänktes ge upphov till dess [[magnetiskt moment|magnetiska moment]]. [[Schrödingerekvationen]] (se också [[Erwin Schrödinger]]) tar inte hänsyn till denna egenskap som härleddes senare från mätningar av [[Spektrallinje|atomspektra]]. Dess skarpa linjer uppvisade små energiavvikelser från de förväntade värdena. Två fysiker, [[Samuel Goudsmit]] och [[George Uhlenbeck]], föreslog en förklaring till dessa små avvikelser, som bestod i att [[elektron]]er roterar och att deras rotationsriktning är avgörande för deras bindningsenergi. En sådan beskrivning är dock problematisk eftersom själva rotationen inte är tillgänglig för fysikalisk mätning.<ref name=Herschbach/> Numera anses elektronerna punktformiga och därmed saknar denna bildliga beskrivning grund. Spinnet som kvanttal och elektronens magnetiska moment är dock viktiga beståndsdelar av [[kvantmekanik]]en och beteckningen spinn har bibehållits.

[[Stern-Gerlach-experimentet]] från 1922 visar att silveratomer har diskret rörelsemängdsmoment, trots att de inte har banrörelsemängdsmoment. När hypotesen om spinn togs fram några år senare, utgjorde experimentet viktig evidens för hypotesen.

== Se även ==
* [[Helicitet]]
* [[Spinn-laddningsseparation]]
* [[Spinntronik]]

== Referenser ==
<references>
<ref name="merzbacher372">{{bokref|efternamn=Merzbacher|förnamn=Eugen|titel=Quantum Mechanics (tredje upplagan) |år=1998 |sidor=372-373 |språk=engelska }}</ref>
<ref name="griffiths183">{{bokref|efternamn=Griffiths|förnamn=David|titel=Introduction to Quantum Mechanics (andra upplagan) |år=2005 |sidor=183-184 |språk=engelska }}</ref>
<ref name=Pauli>{{tidskriftsref|efternamn = Pauli | förnamn = Wolfgang |år = 1940 | titel = The Connection Between Spin and Statistics | url = http://web.ihep.su/dbserv/compas/src/pauli40b/eng.pdf |tidskrift = Physical Review | volym = 58 | nummer = 8| sidor = 716–722 | doi = 10.1103/PhysRev.58.716 |bibcode = 1940PhRv...58..716P |språk=engelska |hämtdatum=4 april 2015 }}</ref>
<ref name=Herschbach>{{tidskriftsref|author=B. Friedrich, D. Herschbach |titel=Stern and Gerlach: How a Bad Cigar Helped Reorient Atomic Physics |tidskrift=Physics Today |volym=56 |nummer=12 |sidor=53 |år=2003 |doi=10.1063/1.1650229 |bibcode = 2003PhT....56l..53F |språk=engelska |hämtdatum=4 april 2015 }}</ref>
</references>

== Externa länkar ==
* {{Commonscat|Spin (intrinsic angular momentum)}}


[[Kategori:Kvantfysik]]
[[Kategori:Rotationssymmetri]]