Спин

Эта статья в настоящее время активно дополняется. Не вносите сюда изменений до тех пор, пока это объявление не будет убрано. Последняя правка сделана участником Incnis Mrsi в 12:19, 19 декабря 2025 года.

Спин  — внутренний угловой момент субатомной частицы. Является одним из важнейших в квантовой механике понятий.

С рядом оговорок (и в разных смыслах) можно говорить о спине более сложных систем.

Терминология

Слово «спин» может означать взаимосвязанные, но разные величины. Число S, выражающее величину спина, является для каждой частицы постоянным, а точнее: целым у бозонов и полуцелым у фермионов. У массивных частиц рассматривается также векторнозначный оператор S = (S_x, S_y, S_z), выражающий значение (или «направление») спина частицы. Его проекции (такие, как S_z) имеют 2S + 1 собственных значений подобно проекциям других разновидностей квантовомеханического углового момента.

Иногда рассматриваются соответствующе суммарные спиновые величины (S, S и проекции последнего) по подсистеме, состоящей из нескольких частиц — как правило, тождественных. В этом случае величина S постоянной не является. Строго говоря, сумма нескольких спинов, имеющая смысл углового момента, спином уже не является. Однако, при ограничении на собственные для S подпространства состояний, особенности квантовой статистики приводят к поведению суммарного спина нескольких тождественных частиц, подобному поведению спина единой частицы. Например, спин двух электронов в синглетном состоянии S = 0 (как в электронной паре) ведёт себя подобно нулевому спину "скалярного" бозона, а в состояниях триплета S = 1  — подобно спину "векторного" бозона

Спин безмассовых частиц

Хотя принято указывать, что фотон и глюон имеют спин 1, имеются значительные различия как в физическом смысле, так и в математической подоплёке описания внутреннего углового момента между массивными и безмассовыми частицами. Два состояния поляризации фотона не являются динамической степенью свободы, и формирование линейной поляризации фотона путём квантовой суперпозиции лево- и правополяризованных состояний, лежащих в различных неприводимых представлениях, несёт иной математический смысл, нежели образование (путём той же суперпозиции) разных направлений спина электрона из двух базисных «↑» и «↓».