Những vật lớn như một hành tinh hoặc nhỏ như một proton đều có một tính chất gọi là spin. Cũng nhờ có spin mà chúng ta có thể xem phim 3D.
Spin là lượng chuyển động quay mà một vật có, xét cả khối lượng và hình dạng của nó. Đây còn được gọi là moment động lượng của một vật.
Tất cả các vật đều có một moment động lượng nào đó. Một đồng tiền đang quay tròn có một ít moment động lượng; mặt trăng quay xung quanh trái đất có moment động lượng rất lớn. Giống như năng lượng, moment động lượng là một đại lượng được bảo toàn: Tổng moment động lượng là hằng số, mặc dù nó có thể truyền từ vật này sang vật kia. Khi một diễn viên trượt băng nghệ thuật đang quay người thu tay lại và quay nhanh hơn, moment động lượng của cô không thay đổi bởi vì một vật hẹp quay nhanh hơn có moment động lượng bằng với một vật rộng quay chậm.
Các hạt, như chúng ta biết, là những chất điểm rất nhỏ có kích cỡ zero. Nhưng chúng có những lượng moment động lượng có thể đo được. Vậy thì khái niệm quay có còn ý nghĩa đối với một hạt không kích cỡ hay không? Moment động lượng dường như là một khái niệm căn bản hơn bản thân chuyển động quay.
Moment động lượng, hay spin, của một hạt độc thân bị cấm đoán theo những kiểu kì lạ. Nó chỉ có thể có những giá trị nhất định, và không phải mọi giá trị đều được phép cho tất cả các hạt. Electron và quark (những hạt vật chất) có thể có spin – ½ hoặc + ½; photon (hạt ánh sáng) có thể có spin – 1 hoặc + 1; và boson Higgs phải có spin bằng 0.
Mặc dù các spin hạt là rất nhỏ, nhưng chúng có tác động đối với thế giới hàng ngày của chúng ta. Tính chất spin của các photon cho phép chúng ta tạo ra phim 3D. Rạp chiếu phim đồng thời chiếu ra hai ảnh, một ảnh có các photon spin dương và ảnh kia có các photon spin âm. Một bên của cặp kính 3D lọc các photon spin dương, còn bên kia lọc các photon spin âm. Do đó, chúng ta nhìn thấy mỗi ảnh với một bên mắt. Não của chúng ta kết hợp chúng lại, tạo ra ảo giác chiều sâu.
Thật là một sự trùng hợp may mắn của sinh học khi mà con người có số mắt vừa bằng với số trạng thái spin của photon.
Nguồn: Jim Pivarski, Fermilab (Symmetry Magazine)
