Mọi vật thể dù lớn như các hành tinh hay nhỏ như một photon đều có một tính chất spin. Spin cũng là lý do tại sao chúng ta có thể xem được phim 3D.
Spin là thuộc tính quay của mọi vật phụ thuộc vào khối lượng và hình dạng của chúng. Nó cũng được biết đến như là moment góc của vật thể.
Mọi vật đều có moment góc. Một cái nón xoay có moment góc nhỏ, mặt trăng quay quanh trái đất trên quỹ đạo có một lượng lớn moment góc. Giống như năng lượng, moment góc là đại lượng bảo toàn: tổng moment góc là hằng số, nó có thể chuyển từ vật này sang vật khác. Khi một người trượt băng nghệ thuật co tay cô ấy lại thì sự xoay diễn ra nhanh hơn, moment góc của người này không đổi bởi vì một vật thể hẹp thì xoay nhanh, vật thể rộng thì xoay chậm.
Các hạt, như chúng ta được biết, chúng có kích thước vô cùng nhỏ. Tuy nhiên chúng cũng có một moment góc. Liệu khái niệm xoay có làm hạt gì đó đặc biệt? Moment góc có vẻ như là một khái niệm cơ bản hơn là so với sự quay của chính nó.
Moment góc hay spin của một hạt đơn bị hạn chế trong những cách lạ lùng. Nó chỉ có một giá trị xác định và không phải mọi giá trị đều được cho phép. Các electron và quark (hạt vật chất) có thể có spin bằng +1/2 hoặc -1/2, photon (hạt ánh sáng) có thể có spin bằng +1 hoặc -1, hạt boson Higgs phải có spin bằng 0.
Mặc dù spin của các hạt nhỏ, song chúng vẫn ảnh hưởng lên thế giới hằng ngày của chúng ta. Tính chất spin của photon cho phép chúng ta tạo ra phim 3D. Một rạp chiếu phim chiếu đồng thời hai hình ảnh, một với spin photon dương và một với spin photon âm. Một mặt kính 3D sẽ lọc ra các spin photon dương và mặt khác sẽ lọc ra các spin photon âm. Do đó, chúng ta thấy một hình ảnh với mỗi mắt. Não của chúng ta kết hợp chúng để tạo ra ảo giác về chiều sâu. Một sự trùng hợp may mắn trong sinh học là con người có số mắt bằng với số trạng thái của photon.
Nguồn: Jim Pivarski, Fermilab
