Primero, expliquemos qué es una proyección de giro . Si sostienes tu mano frente a una lámpara en una habitación oscura, tu mano crearía una sombra en la pared. Esta es la proyección de tu mano en la pared. Tenga en cuenta que no importa cómo mueva su mano en un espacio tridimensional, su proyección en la pared siempre será bidimensional, ya que la pared misma es bidimensional.
Lo mismo ocurre con el giro. El giro de una partícula puede ser en cualquier dirección en un espacio tridimensional, pero una vez que mida su proyección a lo largo de un eje unidimensional, la proyección sería a lo largo de ese eje.
La diferencia entre su mano y el giro de una partícula es que la proyección de su mano en la pared puede ser de cualquier longitud , pero de acuerdo con la mecánica cuántica, la proyección del giro en un eje solo puede ser una de las pocas longitudes predeterminadas específicas .
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En el caso específico de las partículas de spin 1/2, como los electrones, la proyección del spin debe ser -1/2 o +1/2. No puede ser otra cosa.
A continuación, debe saber que la dirección del momento magnético de una partícula está determinada únicamente por la dirección de su giro. La dirección del momento magnético de la partícula determina cómo su movimiento está influenciado por los campos magnéticos (no constantes).
Luego, utilizando este conocimiento, puede construir fácilmente un experimento en el que envíe partículas a través de un campo magnético que fue especialmente diseñado para desviar las partículas en la dirección de su momento magnético.
Dado que su campo magnético está diseñado para variar solo a lo largo de un eje específico, el momento magnético estaría determinado por la proyección del giro de la partícula a lo largo de ese eje. Entonces, si la partícula es un electrón, el campo magnético provocaría que se desviara hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de si su proyección de espín es -1/2 o +1/2 respectivamente.
Así es básicamente cómo funciona el experimento Stern-Gerlach. Hemos estado midiendo los giros de todo tipo de partículas utilizando este y otros experimentos similares durante casi 100 años.
Este video demuestra este experimento muy bien: