Os elétrons que compõem uma corrente elétrica transportada por um fio se comportam como se fossem pequenas esferas se movimentando entre os átomos. Já os mesmos elétrons emitidos pela ponta de um microscópio eletrônico se comportam com se fossem ondas espalhando e refletindo sobre uma superfície. Da mesma maneira, comparar a propriedade do spin a um ‘giro’ do elétron ao redor de si mesmo significaria cometer uma grande imprecisão.
O spin é uma propriedade que não se compara com nada que existe em nossa volta. Ele está associado com a maneira como os elétrons ocupam os níveis de energia no átomo. Um elétron pode ter o spin “up” (para cima) ou “down” (para baixo). Essa nomenclatura é apenas para diferenciar duas situações, pois não existe “para cima” e “para baixo” nos átomos. O spin é uma característica intrínseca das partículas elementares. O spin, no caso dos elétrons, quando combinado com o momento angular que essas partículas possuem ao redor do átomo, é responsável pelas propriedades magnéticas da matéria. A interação entre o spin e o momento angular é que faz com que surja o magnetismo da matéria.
O Spin não possui uma interpretação clássica, ou seja, é um fenômeno estritamente quântico, e sua associação com o movimento de rotação das partículas sobre seu eixo – uma visão clássica – deixa muito a desejar.
O spin é considerado hoje uma entidade matemática que estabelece qual dentre as estatísticas disponíveis, a citar: a estatística de Fermi-Dirac para férmions (partículas com spin semi-inteiro), a estatística de Maxwell–Boltzmann (para partículas clássicas não interagentes) e a estatística de Bose-Einstein para bósons (partículas com spin inteiro) deve ser utilizada para a correta descrição termodinâmica dos entes físicos em questão quando no âmbito da mecânica quântica. Estabelece também os detalhes da aplicação da estatística correta por definir o número máximo de partículas em cada estado energético disponível: para férmions, 2 partículas no caso de spin 1/2 (elétrons na eletrosfera, nos orbitais de um átomo, a exemplo), 4 para spin 3/2, 6 para spin 5/2 … , para bósons com spin inteiros e infinitas partículas por estado disponível. Associa-se diretamente ao momento angular intrínseco das partículas, sendo necessário à descrição desta grandeza e portanto caracteriza-se não só como uma entidade matemática, mas também como uma entidade física indispensável à descrição dos Sistemas Quânticos.
O termo spin em mecânica quântica liga-se ao vetor momento angular intrínseco de uma partícula e às diferentes orientações (quânticas) deste no espaço, embora o termo seja muitas vezes incorretamente atrelado não ao momento angular intrínseco mas ao momento magnético intrínseco das partículas, por razões experimentais. Os vetores momentos angular e momento magnético intrínsecos de uma partícula são acoplados através de um fator giromagnético que depende da carga e da espécie de partícula, e uma partícula que tenha carga e spin (angular) não nulos terá um momento magnético não nulo. Experimentalmente o momento magnético é muito mais acessível do que o momento angular em si em virtude da interação deste com corpos magnéticos e eletromagnéticos, e o momento angular intrínseco (spin) de partículas carregadas, acaba sendo inferido a partir de seu momento magnético intrínseco.
Embora o termo tenha surgido da ideia de que os elétrons “giravam” em torno de si mesmos, e embora geralmente associado à ideia de momento magnético das partículas uma vez que partículas carregadas, quando em movimento de rotação, da mesma forma que uma volta de fio percorrido por uma corrente elétrica, produzem campos magnéticos, esta descrição não é adequada para os nêutrons, que não possuem carga elétrica; também não é capaz de explicar valores de spin observados em certos núcleos atômicos, a exemplo 7/2 para o URÂNIO 235. Nestes casos, o termo spin é encarado simplesmente como um quarto número quântico, necessário à definição dos estados quânticos destas partículas quando em estados discretos de energia em sistemas confinados, a exemplo nos orbitais em um átomo ou nos estados de energia em um gás de férmions.
Fontes:
https://cienciahoje.org.br/coluna/o-spin-que-move-o-mundo/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Spin
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