Momment magnétique de spin

[Matt1627]

Bonjour, pourquoi pour le moment magnétique de spin on considère qu'il tourne sur lui-meme que suivant une direction et non 2 ?

Merci d'avance à toute personne m'accordant un peu de son temps.
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[Matt1627]

"Moment magnétique de spin"

Ce que je veux dire par là, c'est pourquoi il ne peut pas faire le roulis/tangage/lacet ?

[Deedee81]

Salut,

Parce que .... ce n'est pas une toupie. On est en mécanique quantique.
Bon, d'abord, le spin et le moment magnétique sont aligné (le rapport entre les deux étant donné en particulier par le facteur gyromagnétique)

Ensuite, le spin est quantifié. On a ainsi des particules de spins 0 (scalaires), 1/2 (électron), 1 (photons), etc.... (en toute rigueur multiplié par hbar)
Ces différentes possibilités peuvent se démontrer : c'est lié aux représentations du groupe de rotation O(3) ou plutôt de son groupe de recouvrement SU(2).
Mais le fait que telle ou telle particule à tel ou tel spin est expérimental.

Ensuite, les états de spins sont également quantifiés. Ainsi, un spin 1 peut prendre les états -1, 1, 0. Et le 1/2 : -1/2 ou +1/2. (le 0 est exclut pour le photon, car il est de masse nulle, c'est une conséquence de la relativité).
Plus exactement c'est (fois hbar) les projections du moment cinétique sur un certain axe de référence.

Et donc on peut avoir des valeurs du spin selon différentes directions mais les matrices de passage en fonction de l'angle ne sont pas toujours simples. Et par exemple un spin +1 le long de l'axe z va donner des états quantiques superposés des autres valeurs possibles sous un autre angle.

Enfin, on peut parfaitement avoir une précession du spin (ce que tu appelles "tourner, roulis etc...", les termes de roulis, tangage, lacet c'est plutôt en aéronautique) . Par exemple, le spin 1/2 d'un électron dans un champ magnétique peut avoir un état +1/2 tournant selon un axe incliné autour d'un axe de champ magnétique.

C'est ceci : https://fr.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%A9cession_de_Larmor

Bref, le moment magnétique des particules c'est comme le Canada Dry : ça a le goût et la couleur du moment magnétique classique. Mais il y a des différences et des choses parfois compliquées.
(par exemple pour combiner des spins et donc des moments magnétiques il faut faire appel aux coefficients de Clebsh-Gordan pour lesquels on utilise des tables toutes faites : on sait les calculer mais c'est franchement casse tête)

[Matt1627]

D'accord, je vous remercie pour votre réponse.

[A voir en vidéo sur Futura]