Originariamente Scritto da
conogelato
Fisica quantistica, credo. L'esperta dovresti essere te....
secondo il Modello Standard della materia, tutte le particelle elementari che formano la materia visibile hanno spin 1/2 e vengono genericamente chiamate fermioni seguendo la classificazione statistica effettuata da Enrico Fermi. Matematicamente significa che la loro funzione d’onda , l’equazione che descrive lo stato corrente della particella, è anti-simmetrico per trasformazioni, per esempio per rotazioni. Tale anti-simmetria porta alla descrizione usata da Hawking che afferma che: “per una rotazione completa (360°) la funzione d’onda dà un segno negativo (è anti-simmetrica!). Per tornare alla situazione iniziale, un’altra rotazione completa (in totale 720°) è necessaria per riavere esattamente la stessa funzione d’onda che la particella possedeva prima della rotazione.
Esiste un’altra classe di particelle che ha lo spin intero (0, 1, 2, …). Tali particelle sono i mediatori delle forze fondamentali esistenti tra le particelle che formano la materia (quelle con spin semi-intero). Tali mediatori sono chiamati bosoni, secondo la descrizione statistica formulata dal fisico indiano S.N.Bose. Essi si comportano in modo completamente diverso dai fermioni, in particolare non obbediscono al Principio di Esclusione di Pauli e, di conseguenza, possono trovarsi nello stato energetico che desiderano, anche se occupato da altri bosoni. Uno dei bosoni più noto al grande pubblico è il Bosone di Higgs . I bosoni hanno una funzione d’onda simmetrica, di conseguenza, a seguito di una trasformazione completa (p.es. una rotazione di 360°) tornano nello stato iniziale.
La scoperta dello spin
Lo spin degli elettroni (s=1/2) è stato misurato nel famoso esperimento di Stern-Gerlach, ma la vera scoperta dello spin è stata fatta da due giovani fisici: G.E.Uhlenbeck e S.A.Goudsmith. E’ curioso ricordare che, inizialmente, Pauli non era convinto che quello che i giovani fisici chiamavano spin era la stessa quantità che lui aveva postulato. Se un elettrone ha un momento magnetico intrinseco (spin), allora anche un atomo neutro, con un certo numero di elettroni nei suoi orbitali, può essere sensibile a un campo magnetico esterno. Nel 1921, Otto Stern e Walther Gerlach pensarono di effettuare tale misura: presero un fascio di atomi di argento elettricamente neutri e lo fecero passare attraverso un campo magnetico non uniforme. Tale campo defletteva gli atomi di argento allo stesso modo di un piccolo magnete. Il risultato dell’esperimento fu assolutamente inaspettato. Secondo la fisica classica, gli atomi avrebbero dovuto essere deflessi in modo uniforme (una grande macchia circolare sulla lastra fotografica dove terminavano il loro percorso) dato che lo spin degli elettroni negli atomi di argento poteva essere orientato in qualsiasi direzione. Il risultato dell’esperimento mostrava invece solo un contorno circolare e nulla al centro.
http://scienzapertutti.infn.it/compo...1764:0400-spin