Espin
Páginas: 7 (1505 palabras)
Publicado: 9 de abril de 2014
Espín
Este artículo trata sobre el concepto físico. Para otros usos de este término, véanse Espín (desambiguación) y Spin.
Representación artística de dos objetos, con espín 5/2 y 2, respectivamente.1
El espín (del inglés spin 'giro, girar') o momento angular intrínseco se refiere a una propiedad física de las partículas subatómicas, por la cual toda partícula elemental tiene un momentoangular intrínseco de valor fijo. Se trata de una propiedad intrínseca de la partícula como lo es la masa o la carga eléctrica. El espín fue introducido en 1925 por Ralph Kronig e, independientemente, por George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit.
Índice [ocultar]
1 Introducción
2 Propiedades del espín
3 Teorema espín-estadística
4 Tratamiento matemático del espín
5 Espín y momento magnético
6Aplicaciones a las nuevas tecnologías o a tecnologías futuras
6.1 Magnetorresistencia y láser
6.2 Espintrónica y computación cuántica
7 Véase también
8 Referencias
8.1 Bibliografía
8.2 Enlaces externos
Introducción[editar]
Los dos físicos, Goudsmit y Uhlenbeck descubrieron que, si bien, la teoría cuántica de la época no podía explicar algunas propiedades de los espectros atómicos, añadiendoun número cuántico adicional, el "número cuántico de espín", se lograba dar una explicación más completa de los espectros atómicos. Pronto, el concepto de espín se amplió a todas las partículas subatómicas, incluidos los protones, los neutrones y las antipartículas.
El espín proporciona una medida del momento angular intrínseco de toda partícula. En contraste con la mecánica clásica, donde elmomento angular se asocia a la rotación de un objeto extenso, el espín es un fenómeno exclusivamente cuántico, que no se puede relacionar de forma directa con una rotación en el espacio. La intuición de que el espín corresponde al momento angular debido a la rotación de la partícula en torno a su propio eje sólo debe tenerse como una imagen mental útil, puesto que, tal como se deduce de la teoríacuántica relativista, el espín no tiene una representación en términos de coordenadas espaciales, de modo que no se puede referir ningún tipo de movimiento. Eso implica que cualquier observador al hacer una medida del momento angular detectará inevitablemente que la partícula posee un momento angular intrínseco total, difiriendo observadores diferentes sólo sobre la dirección de dicho momento, yno sobre su valor (este último hecho no tiene análogo en mecánica clásica).
Existe una relación directa entre el espín de una partícula y la estadística que obedece en un sistema colectivo de muchas de ellas. Esta relación, conocida empíricamente, es demostrable en teoría cuántica de campos relativista.
Propiedades del espín[editar]
Representación del espín electrónico, donde se apreciaque la magnitud total del espín es muy diferente a su proyección sobre el eje z. La proyección sobre los ejes x e y está indeterminada; una imagen clásica que resulta evocadora es la precesión de un trompo.
Como propiedad mecanocuántica, el espín presenta una serie de cualidades que lo distinguen del momento angular clásico:
El valor de espín está cuantizado, lo que significa que no puedenencontrarse partículas con cualquier valor del espín, sino que el espín de una partícula siempre es un múltiplo entero de \hbar/2 (donde \hbar es igual a h la constante de Planck dividida entre 2\pi, también llamada constante reducida de Planck). Esto está relacionado con las diferentes representaciones irreductibles del grupo de rotaciones SO(3), cada una de ellas caracterizada por un número enterom.
En concreto, cuando se realiza una medición del espín en diferentes direcciones, sólo se obtienen una serie de valores posibles, que son sus posibles proyecciones sobre esa dirección. Por ejemplo, la proyección del momento angular de espín de un electrón, si se mide en una dirección particular dada por un campo magnético externo, puede resultar únicamente en los valores \hbar/2 o bien...
Este artículo trata sobre el concepto físico. Para otros usos de este término, véanse Espín (desambiguación) y Spin.
Representación artística de dos objetos, con espín 5/2 y 2, respectivamente.1
El espín (del inglés spin 'giro, girar') o momento angular intrínseco se refiere a una propiedad física de las partículas subatómicas, por la cual toda partícula elemental tiene un momentoangular intrínseco de valor fijo. Se trata de una propiedad intrínseca de la partícula como lo es la masa o la carga eléctrica. El espín fue introducido en 1925 por Ralph Kronig e, independientemente, por George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit.
Índice [ocultar]
1 Introducción
2 Propiedades del espín
3 Teorema espín-estadística
4 Tratamiento matemático del espín
5 Espín y momento magnético
6Aplicaciones a las nuevas tecnologías o a tecnologías futuras
6.1 Magnetorresistencia y láser
6.2 Espintrónica y computación cuántica
7 Véase también
8 Referencias
8.1 Bibliografía
8.2 Enlaces externos
Introducción[editar]
Los dos físicos, Goudsmit y Uhlenbeck descubrieron que, si bien, la teoría cuántica de la época no podía explicar algunas propiedades de los espectros atómicos, añadiendoun número cuántico adicional, el "número cuántico de espín", se lograba dar una explicación más completa de los espectros atómicos. Pronto, el concepto de espín se amplió a todas las partículas subatómicas, incluidos los protones, los neutrones y las antipartículas.
El espín proporciona una medida del momento angular intrínseco de toda partícula. En contraste con la mecánica clásica, donde elmomento angular se asocia a la rotación de un objeto extenso, el espín es un fenómeno exclusivamente cuántico, que no se puede relacionar de forma directa con una rotación en el espacio. La intuición de que el espín corresponde al momento angular debido a la rotación de la partícula en torno a su propio eje sólo debe tenerse como una imagen mental útil, puesto que, tal como se deduce de la teoríacuántica relativista, el espín no tiene una representación en términos de coordenadas espaciales, de modo que no se puede referir ningún tipo de movimiento. Eso implica que cualquier observador al hacer una medida del momento angular detectará inevitablemente que la partícula posee un momento angular intrínseco total, difiriendo observadores diferentes sólo sobre la dirección de dicho momento, yno sobre su valor (este último hecho no tiene análogo en mecánica clásica).
Existe una relación directa entre el espín de una partícula y la estadística que obedece en un sistema colectivo de muchas de ellas. Esta relación, conocida empíricamente, es demostrable en teoría cuántica de campos relativista.
Propiedades del espín[editar]
Representación del espín electrónico, donde se apreciaque la magnitud total del espín es muy diferente a su proyección sobre el eje z. La proyección sobre los ejes x e y está indeterminada; una imagen clásica que resulta evocadora es la precesión de un trompo.
Como propiedad mecanocuántica, el espín presenta una serie de cualidades que lo distinguen del momento angular clásico:
El valor de espín está cuantizado, lo que significa que no puedenencontrarse partículas con cualquier valor del espín, sino que el espín de una partícula siempre es un múltiplo entero de \hbar/2 (donde \hbar es igual a h la constante de Planck dividida entre 2\pi, también llamada constante reducida de Planck). Esto está relacionado con las diferentes representaciones irreductibles del grupo de rotaciones SO(3), cada una de ellas caracterizada por un número enterom.
En concreto, cuando se realiza una medición del espín en diferentes direcciones, sólo se obtienen una serie de valores posibles, que son sus posibles proyecciones sobre esa dirección. Por ejemplo, la proyección del momento angular de espín de un electrón, si se mide en una dirección particular dada por un campo magnético externo, puede resultar únicamente en los valores \hbar/2 o bien...
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