Los electrones son fermiones de giro 1/2, y tienen 2 estados de giro, +1/2 o -1/2, o simplemente ‘arriba’ y ‘abajo’. Esta propiedad es lo que permite que 2 electrones ocupen el mismo orbital en un átomo, y aún así satisfacen el Principio de Exclusión de Pauli para los fermiones: tienen espines opuestos.
Su giro también les da un momento magnético intrínseco, con 2 direcciones opuestas. Si se aplica un campo magnético, los electrones deben alinearse con el campo o alinearse contra él, que es un estado de mayor energía. Este efecto puede usarse para polarizar electrones en la dirección del campo, y se muestra en la estructura fina de los espectros atómicos.
Los átomos de plata tienen una estructura de capa completa más un electrón en su capa externa. Si los átomos de plata pasan a través de un campo magnético vertical no homogéneo, se separan en 2 haces, desviados hacia arriba y hacia abajo. Esto se debe a los estados de espín aleatoriamente opuestos de sus electrones externos, polarizando efectivamente los 2 haces, polarizando sus electrones externos.
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Esto también debería suceder con un haz polarizado al azar de electrones libres, pero no he podido encontrar ninguna referencia a esto en la literatura, a pesar de que me parece un experimento tan obvio.
Creo que si un haz de electrones de este tipo pasa a través de un campo magnético vertical, todos se desviarían hacia los lados, ya que constituyen una corriente, pero, además de esto, la mitad se desviaría hacia arriba y la otra hacia abajo. Esto se debe a que, cuando se observa un electrón, solo puede tener 2 estados, hacia arriba o hacia abajo. Entonces, el haz desviado hacia arriba serían los electrones giratorios, y el otro haz, los electrones giratorios. Esto separaría los electrones en haces opuestamente polarizados, más bien como usar un filtro Polaroid con luz. Los experimentos se podrían hacer con cualquier viga.
Se ha encontrado que los electrones polarizados en semiconductores son capaces de almacenar y entregar información, utilizando una ‘bomba de electrones’. Esto es parte de una nueva disciplina, conocida como ‘spin electronics’ o ‘spintronics’. Promete el desarrollo de sistemas tipo computadora, que serán más pequeños, más rápidos y usarán menos energía que los sistemas actuales basados en corriente.
