自旋【物理】
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发布时间：2022-04-27 06:12
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时间：2022-06-27 11:19
在量子力学中，自旋是与粒子所具有的内禀角动量，虽然有时会与古典力学中的自转相类比，但实际上本质是迥异的。古典意义中的自转，是物体对于其质心的旋转，比如地球每日的自转是顺著一个通过地心的极轴所作的转动。
首先对基本粒子提出自转与相应角动量概念的是1925年由
Ralph
Kronig
、George
Uhlenbeck
与
Samuel
Goudsmit
三人所为。然而尔後在量子力学中，透过理论以及实验验证发现基本粒子可视为是不可分割的点粒子，是故物体自转无法直接套用到自旋角动量上来，因此仅能将自旋视为一种内在性质，为粒子与生俱来带有的一种角动量，并且其量值是量子化的，无法被改变（但自旋角动量的指向可以透过操作来改变）。
自旋对原子尺度的系统格外重要，诸如单一原子、质子、电子甚至是光子，都带有正半奇数（1/2、3/2等等）或含零正整数（0、1、2）的自旋；半整数自旋的粒子被称为费米子（如电子），整数的则称为玻色子（如光子）。复合粒子也带有自旋，其由组成粒子（可能是基本粒子）之自旋透过加法所得；例如质子的自旋可以从夸克自旋得到。
自旋角动量是系统的一个可观测量，它在空间中的三个分量和轨道角动量一样满足相同的对易关系。每个粒子都具有特有的自旋。粒子自旋角动量遵从角动量的普遍规律，p=[J（J+1）]0.5h为自旋角动量量子数
，J
＝
0，1
／
2
，
1，3／2，……。自旋为半奇数的粒子称为费米子，服从费米
-
狄拉克统计；自旋为0或整数的粒子称为玻色子，服从玻色-爱因斯坦统计
。复合粒子的自旋是其内部各组成部分之间相对轨道角动量和各组成部分自旋的向量和，即按量子力学中角动量相加法则求和。已发现的粒子中，自旋为整数的，最大自旋为4；自旋为半奇数的，最大自旋为3／2。
自旋是微观粒子的一种性质。自旋为0的粒子从各个方向看都一样，就像一个点。自旋为1的粒子在旋转360度後看起来一样。自旋为2的粒子旋转180度，自旋为1／2的粒子必须旋转2圈才会一样。
自旋为1／2的粒子组成宇宙的一切，而自旋为0，1，2的粒子产生物质体子间的力。物质体子服从包立不相容原理。
