SPIN

-spin

Le spin  est un nombre d'unités avec lesquelles on mesure le moment cinétique intrinsèque (c'est à dire le moment du noyau particulaire en rotation sur lui-même)

On a pris l'habitude de conférer au spin un symbole spécial (s) et de le définir par son nombre quantique (c'est à dire un nombre d'unités  h)

On devrait dire "le nombre quantique de spin" mais on abrège très souvent au seul terme de "spin"

Le moment cinétique intrinsèque dit "de spin" est le moment appliqué à la rotation de la particule sur elle-même (l'axe de cette rotation étant variable) et il est exprimé en unité h  qui est elle-même une unité de moment cinétique créée pour les particules et qui vaut 1,054.10-34 J-s/rad

Exemple: le terme "spin (s) = 1/2", signifie " moment cinétique intrinsèque d'une particule, valant (1/2 fois h, ou h / 4pi) soit 5,27.10-33 J-s/sr "

Le spin est une quantité de mesure. Les spins s'expriment sous forme de multiples de (1/2) : ce qui provient du choix des unités {1/2 est le rapport entre 2p concernant la partie plane du moment  cinétique et 4p la partie  du moment dans l'espace}

Nota : les spins fractionnaires concernent uniquement les fermions (quarks, leptons, baryons) Ils sont rarement supérieurs à 1/2, sauf pour quelques particules à vie extrêmement courte

Les spins entiers concernent les bosons (mésons et bosons-véhicules de champs)

Le signe attribué au spin correspond au sens de rotation (2 sens possibles)

Le spin nul concerne :

--soit des particules élémentaires n'ayant pas de rotation (boson de Higgs-BEHHGK)

--soit des particules composites, où les spins des composants s'annulent puisque tournant en sens inverses  (neutron, baryon ksi, méson éta, méson oméga, méson phi, quarkonium, baryon delta, pion, noyau atomique...)

ISOSPIN

Le terme Isospin s’applique à un groupe de quelques particules similaires, n’ayant pour seule différence que l’orientation de l’axe de leur moment de spin (moment cinétique intrinsèque)

Il s'agit en général de 2 à 4 particules faisant partie de la même tribu (par exemple le nucléon, père du proton et du neutron-, ou bien les baryons S, ou bien des baryons X....) Chacun des éléments -dans l'un de ces groupes- a même nombre quantique de spin (S) mais comme les axes de spin sont différemment orientés, on adjoint un  nombre quantique complémentaire, dit d’isospin, et symbolisé (I3)

Ces changements d'orientation d'axe sont causés par les hypercharges que le baryon supporte ( d'électricité, de saveur ou de couleur), cela ne trouble pas leur spin qui est une unité de moment cinétique, donc d’origine massique et non perturbable par d'autres charges). D'où le mot "isospin"

Isospin fort signifie qu’on parle d’isospin de fermions (chargés de couleur, la charge forte)

Isospin faible signifie qu’on parle d’isospin de mésons (chargés de saveur, la charge faible) Il est symbolisé (I w)

ABUS de LANGAGE

Attention: on lit souvent

(1) "un spin occupe telle position" - comme si le spin était un objet qui puisse occuper quelque chose, alors qu'il n'est qu'une unité de mesure.

Donc l'expression simpliste citée ci-dessus doit s'énoncer >>> "une particule a un moment cinétique de spin dont le vecteur s'exprime en telle position"

(2) "un spin donne une information à..." cette phrase impossible doit s'énoncer "le moment de spin agit pour créer une interaction (et pas une information)  sur un autre élément"...

Le spin n'est qu'un nombre d'unités de moment et on ne peut lui attribuer une fonction; on est dans un domaine seulement qualitatif

 

VECTEUR DE SPIN

C'est en fait le vecteur du moment cinétique intrinsèque (qui a bien sûr 3 composantes)

Quand est créée une direction préférentielle de l'une de ces composantes, on dit qu'il y a ''polarisation de spin"

L’Hélicité est une composante du vecteur moment cinétique de "spin" sur la direction du vecteur impulsion

 

VERRE DE SPIN

On désigne sous ce terme un alliage métallique dans lequel quelques impuretés ont été insérées et ont causé des irrégularités perturbant le magnétisme des atomes (il est apparu du ferro// et de l'antiferro//magnétisme)

En outre, les spins des moments cinétiques ont aussi été perturbés.

 

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