EXPERIENCE DE STERN ET GERLACH
C'est le physicien allemand Arnold Sommerfeld qui a introduit l'idée du spin.
Cette expérience, réalisée en 1922 par les physiciens allemands Otto Stern et Walter Gerlach, avait pour but de vérifier si le spin est quantifié, c'est-à-dire qu'il prenne une valeur numérique donnée. Pour cela, ils ont envoyé des atomes d'argent à travers un électroaimant (aimant fonctionnant à l'aide d'un courant électrique), zone où règne un champ magnétique inhomogène, inégalement réparti dans l'espace.
Tout d'abord, en physique classique, on aurait obtenu une trace linéaire d'atomes, allant de la valeur minimale à la valeur maximale de ce spin, comme si on envoyait plusieurs aimants à travers l'entrefer : ils auraient tourné progressivement jusqu'à 180°, le premier en haut ayant le pôle nord vers le haut, le dernier en bas, ayant le pôle sud en bas. Cependant, après l'expérience, ils ont remarqué que deux traces parfaitement symétriques d'atomes se formaient en haut et en bas de la plaque. Ils ont donc conclut que ce moment cinétique était quantifié, comme le proposait Sommerfeld,
mais aussi qu'il prenait deux valeurs identiques, une positive et l'autre négative. On peut donc visualiser le spin d'une particule élémentaire comme une rotation autour de son axe central, qui lui confère un moment magnétique intrinsèque (qui lui est inhérent, qui lui appartient à proprement parler), telle une planète ou tout autre corps céleste. Pour conclure, le spin d'un électron est de ½, mais cette valeur, lorsqu'elle est projetée sur un axe, ne prend pas de valeurs continues, mais une valeur positive ou négative, multiple de la constante de Planck. Pour l'électron, on parle de particule à spin demi-entier. A titre de
comparaison, un luxion,qui est une particule quelconque se déplaçant à la vitesse de la lumière, comme le photon, a un spin égal à 2.
Pour en savoir plus... (vidéo de "E-penser", YouTube)
Schématisation de l'expérience
