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スピン角運動量（スピンかくうんどうりょう、）は、素粒子（電子やクォークなど）、複合粒子（素粒子から構成されるハドロンや原子核や原子など）が持つ量子力学的な自由度の 1 つである。単にスピンと呼ばれることもある。 粒子が回転運動をするとき、全角運動量は軌道角運動量とスピン角運動量が寄与する。粒子の運動量と位置によって与えられる軌道角運動量に対し、スピン角運動量は量子力学的な粒子が本来持っている角運動量である。スピンは粒子の「自転」のようなものだと考えることができる。しかし、量子力学的粒子は通常は大きさが無い質点として扱うが、そこには通常の意味では自転のような運動を考えることはできない。 そのため、量子力学では粒子が持つ「内部自由度（固有角運動量、内部角運動量とも呼ぶ）」としてスピンを基本変数に付け加える。 一方、基本変数として「場とその時間微分または共役運動量」を用いる量子論である「場の量子論」では電子は粒子ではなく「電子場」として記述されるが、電子場は電磁場の「偏光」（電磁場の向きが右回りに回転するか左回りに回転するか）に似た属性を持つ。これがスピンであり、場の自転のようなものなので、角運動量を伴う。その角運動量ベクトルで、スピンの向きと大きさを表す。 == 歴史 == ナトリウムのスペクトルを観測する実験で、磁場においたD線が 2 本に分裂することが発見され（ゼーマン効果）、これは電子がいまだ知られていない 2 値の量子自由度があるためと考え、1925年にウーレンベックとゴーズミットは、電子は原子核の周りを公転する軌道角運動量の他に、電子が質点ではなく大きさを持ち、かつ電子自身が自転しているのではないか、という仮説をたてた。この仮定では、その自転の角運動量の大きさがであるとし、自転の回転方向が異なるため、公転に伴う角運動量との相互作用でエネルギー準位が 2 つに分裂したと考えると実験の結果をうまく説明できた。そしてこの自由度を電子のスピン角運動量と呼んだ。 ただし、実際にこの仮定通りスピン角運動量が電子の自転に由来していると考えると、電子が大きさを持ち、かつ光速を超える速度で自転していなければならないことになり、これは特殊相対論と矛盾してしまう。そのため、1925年に によって提案されたものの、パウリによって否定されていた。パウリは、自転そのものを考えなければならない古典的な描像を捨て、一般の角運動量 の固有値として半整数の価が許されることに注目し、この半整数の固有値をスピン角運動量とした。 その後発展した標準模型においても、電子は大きさ 0 の質点として扱っても実験的に高い精度で矛盾がなく、電子に内部構造があるか（スピン角運動量などの内部自由度に起源があるか）はわかっていない。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア（Wikipedia）』 ■ウィキペディアで「スピン角運動量」の詳細全文を読む 英語版ウィキペディアに対照対訳語「 Spin (physics) 」があります。 スポンサード リンク
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