stern--gerlach實驗。測定光子角動量而推出。
自旋的發現,首先出現在鹼金屬元素的發射光譜課題中。於1924年,沃爾夫岡·泡利首先引入他稱為是「雙值量子自由度」(two-valued quantum degree of freedom),與最外殼層的電子有關。這使他可以形式化地表述泡利不相容原理,即沒有兩個電子可以在同一時間共享相同的量子態。 泡利的「自由度」的物理解釋最初是未知的。Ralph Kronig,Landé的一位助手,於1925年初提出它是由電子的自轉產生的。當泡利聽到這個想法時,他予以嚴厲的批駁,他指出為了產生足夠的角動量,電子的假想表面必須以超過光速運動。這將違反相對論。很大程度上由於泡利的批評,Kronig決定不發表他的想法。
當年秋天,兩個年輕的荷蘭物理學家產生了同樣的想法,George Uhlenbeck和Samuel Goudsmit。在保羅·埃倫費斯特的建議下,他們以一個小篇幅發表了他們的結果。它得到了正面的反應,特別是在Llewellyn Thomas消除了實驗結果與 Uhlenbeck 和 Goudsmit 的(以及 Kronig 未發表的)計算之間的兩個矛盾的係數之後。這個矛盾是由於電子指向的切向結構必須納入計算,附加到它的位置上;以數學語言來說,需要一個纖維叢描述。切向叢效應是相加性的和相對論性的(比如在c趨近於無限時它消失了);在沒有考慮切向空間朝向時其值只有一半,而且符號相反。因此這個複合效應與後來的相差係數2(Thomas precession)。
儘管他最初反對這個想法,泡利還是在1927年形式化了自旋理論,運用了埃爾文·薛定諤和沃納·海森堡發現的現代量子力學理論。他開拓性地使用泡利矩陣作為一個自旋運算元的群表述,並且引入了一個二元旋量波函式。
泡利的自旋理論是非相對論性的。然而,在1928年,保羅·狄拉克發表了狄拉克方程式,描述了相對論性的電子。在狄拉克方程式中,一個四元旋量所謂的「狄拉克旋量」被用於電子波函式。在1940年,泡利證明了「自旋統計定理」,它表述了費米子具有半整數自旋,玻色子具有整數自旋。
stern--gerlach實驗。測定光子角動量而推出。
自旋的發現,首先出現在鹼金屬元素的發射光譜課題中。於1924年,沃爾夫岡·泡利首先引入他稱為是「雙值量子自由度」(two-valued quantum degree of freedom),與最外殼層的電子有關。這使他可以形式化地表述泡利不相容原理,即沒有兩個電子可以在同一時間共享相同的量子態。 泡利的「自由度」的物理解釋最初是未知的。Ralph Kronig,Landé的一位助手,於1925年初提出它是由電子的自轉產生的。當泡利聽到這個想法時,他予以嚴厲的批駁,他指出為了產生足夠的角動量,電子的假想表面必須以超過光速運動。這將違反相對論。很大程度上由於泡利的批評,Kronig決定不發表他的想法。
當年秋天,兩個年輕的荷蘭物理學家產生了同樣的想法,George Uhlenbeck和Samuel Goudsmit。在保羅·埃倫費斯特的建議下,他們以一個小篇幅發表了他們的結果。它得到了正面的反應,特別是在Llewellyn Thomas消除了實驗結果與 Uhlenbeck 和 Goudsmit 的(以及 Kronig 未發表的)計算之間的兩個矛盾的係數之後。這個矛盾是由於電子指向的切向結構必須納入計算,附加到它的位置上;以數學語言來說,需要一個纖維叢描述。切向叢效應是相加性的和相對論性的(比如在c趨近於無限時它消失了);在沒有考慮切向空間朝向時其值只有一半,而且符號相反。因此這個複合效應與後來的相差係數2(Thomas precession)。
儘管他最初反對這個想法,泡利還是在1927年形式化了自旋理論,運用了埃爾文·薛定諤和沃納·海森堡發現的現代量子力學理論。他開拓性地使用泡利矩陣作為一個自旋運算元的群表述,並且引入了一個二元旋量波函式。
泡利的自旋理論是非相對論性的。然而,在1928年,保羅·狄拉克發表了狄拉克方程式,描述了相對論性的電子。在狄拉克方程式中,一個四元旋量所謂的「狄拉克旋量」被用於電子波函式。在1940年,泡利證明了「自旋統計定理」,它表述了費米子具有半整數自旋,玻色子具有整數自旋。