Comment le spin quantique provoque le magnétisme?
J'ai lu comment le spin et le magnétisme sont liés (mathématiquement), mais j'ai trouvé que c'est un concept lié à la physique classique qui est à son tour lié à l'idée d'électrons tournant réellement sur leur axe (ce qui a été plus tard jugé impossible, du moins aussi loin comme je le sais) mais je n'ai pas pu trouver de relation entre le spin quantique et le magnétisme. Peux-tu aider s'il te plait?
Réponses
Le spin est l'un des deux types de moment cinétique en mécanique quantique, l'autre étant le moment cinétique orbital.
Les particules avec spin peuvent posséder un moment dipolaire magnétique , tout comme un corps en rotation chargé électriquement en électrodynamique classique. Ces moments magnétiques peuvent être observés expérimentalement de plusieurs manières, par exemple par la déviation de particules par des champs magnétiques non homogènes dans une expérience de Stern – Gerlach , ou en mesurant les champs magnétiques générés par les particules elles-mêmes.
Le moment magnétique intrinsèque $\mu$ d'un tour $1/2$ particule avec charge $q$, Masse $m$, et tourner le moment cinétique $\mathbf{S}$, est $$\mu=\frac{g_sq}{2m}\mathbf{S}$$ où la quantité sans dimension $g_s$est appelé le facteur g de spin. Pour des rotations orbitales exclusivement, ce serait$1$ (en supposant que la masse et la charge occupent des sphères de rayon égal).
Puisque l'électron a une charge, son spin quantique crée intrinsèquement une boucle de courant ampère qui donne lieu à un moment magnétique. C'est en fait la loi d'Ampère dans les équations de Maxwell de l'électromagnétisme.