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» » El espín

Referencia: Symmetry.Magazine.org.
por Jim Pivarski, 7 de marzo 2013

Los objetos tan grandes como planetas o tan pequeños como un fotón, tienen la característica de espín. El espín es también la razón por la que se pueden ver películas en 3D.

El espín es la cantidad de rotación que tiene un objeto, teniendo en cuenta su masa y su forma. También se conoce como el momento angular de un objeto.

Todos los objetos tienen una cierta cantidad de momento angular. La rotación de una moneda tiene poco momento angular, la luna orbitando la Tierra tiene mucho. Igual que la energía, el momento angular es una cantidad que se conserva: La cantidad total es constante, aunque puede fluir de un objeto a otro. Cuando un patinador contrae los brazos y gira más rápido, su momento angular no cambia, porque un objeto delgado girando rápidamente tiene la misma cantidad de movimiento angular que un objeto ancho rotando lentamente.

Las partículas, por lo que sabemos, son puntos infinitesimales de tamaño cero. Sin embargo, tienen cantidades medibles de momento angular. ¿Tiene sentido el concepto de rotación para una partícula sin rasgos distintivos? El caso es que, el momento angular parece ser un concepto más fundamental que la rotación en sí misma.

El momento angular, o espín, de una sola partícula se ve restringida de manera extraña. Puede tener sólo una ciertos valores, y no todos los valores están permitidos para todas las partículas. Los electrones y los quarks (partículas de materia) pueden tener un espín de -1/2 ó +1/2, los fotones (partículas de luz), puede tener un espín de -1 ó +1, y los bosones de Higgs debe tener un espín de 0.

Aunque el espín de las partículas es pequeño, tienen un impacto sobre nuestro mundo cotidiano. La propiedad de espín de los fotones es la que nos permite crear películas en 3D. En un cine se proyecta simultáneamente dos imágenes, una con fotones de espín positivo y otra con fotones de espín negativo. Un lado de las gafas 3D filtra los fotones de espín positivo, y el otro filtra los fotones de espín negativo. De esta forma, vemos una imagen en cada ojo. Nuestro cerebro combina ambas imágenes para crear la ilusión de profundidad.

Puede decirse que es un afortunado accidente de la biología que los humanos tengamos tantos ojos como estados de espín tienen los fotones.


Ilustración: Sandbox Studio, Chicago.
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