¿No se deslizan y giran los imanes en el experimento de Stern-Gerlach, si su orientación no está alineada con el campo magnético aplicado?

Estaba viendo dos videos en YouTube:

  1. En este video , hay un intento de explicar qué es el espín, usando la analogía de los imanes. Pero aquí se muestra que los imanes que no están alineados con el campo magnético permanecen así y experimentan menos fuerza que los imanes que están alineados con el campo.

  2. Pero en este video , se dice que los imanes experimentan una fuerza, que se llama momento dipolar, que produce un par de torsión y, por lo tanto, gira el imán.

Entonces, en el primer video, los imanes, que no están alineados, ¿deberían girar a la derecha?

Respuestas (1)

Si estamos hablando de imanes de barra, el segundo video es correcto: el imán de barra debe experimentar un par de torsión que hace que se alinee con el campo magnético (y luego se exceda si la fricción es baja). Piensa en la aguja de una brújula.

Sin embargo, si estamos hablando de electrones, que es lo que estamos haciendo en el caso de Stern-Gerlach, hay otro factor en juego. Los electrones tienen un momento angular intrínseco llamado espín. Así que podemos imaginar los electrones como pequeños imanes de barra pegados al interior de un volante giratorio, de modo que el eje norte-sur del imán sea el mismo que el eje a lo largo del cual gira el volante. Cuando colocamos un artilugio de este tipo en un campo magnético vertical, la física clásica predice que el campo magnético que actúa sobre la barra magnética debe producir un par, que a su vez hace que el volante giratorio tenga precesión. El resultado es que gira sobre el eje vertical y no se alinea con el campo magnético.

Sin embargo, la mecánica cuántica significa que esta imagen de los electrones no produce predicciones correctas. Las diferencias clave deben explicarse en el video, creo.