焓
[拼音]:zixuan
[外文]:spin
微觀粒子的內稟角動量。粒子組成的系統的總角動量可以分為兩部分之和:一部分由各粒子的時空運動狀態所決定,稱為軌道角動量;另一部分是各粒子所固有的,稱為內稟角動量或自旋角動量,簡稱自旋。孤立系統的角動量守恆是指總角動量,即軌道角動量與自旋角動量之和守恆。
每種粒子都具有特有的自旋,粒子自旋可取值遵從角動量的普遍規律,即自旋二次方的可取值為J(J+1)啚2,其中J=0, 1/2, 1, 3/2,…, 啚為普朗克常數除以2μ;自旋在任一特定方向上投影的可取值為m啚,其中m=J,J-1,…,-J。J稱為自旋量子數,有時又簡稱為自旋。定域相對論量子理論普遍給出:自旋為半整數(即1/2,3/2,…)的粒子服從費密-狄喇拉統計;自旋為整數(即0,1,…)的粒子服從玻色-愛因斯坦統計。這個普遍關係稱為自旋統計關係。
電子具有自旋的假設是G.E.烏倫貝克和S.A.古茲密特於1925年為解釋原子譜線的多重結構而提出的。這個假設為大量的實驗結果所證實。隨著粒子物理學的發展,在過去被當作點粒子對待的許多粒子,現在則顯示出是具有內部結構的複合粒子。實驗測得的這些粒子的自旋,實際上是複合粒子內部各組成部分之間相對軌道角動量和各組成部分自旋之和。儘管如此,為與認識過程銜接並避免誤解,對複合粒子整體內部總角動量仍稱為該複合粒子的自旋。現在已發現的基本粒子中,已確定的自旋量子數最大者對整數自旋為4,對半整數自旋為3/2。