En física de partículas , la polarización de espín es el grado en el que el espín , es decir, el momento angular intrínseco de las partículas elementales , está alineado con una dirección dada. [1] Esta propiedad puede pertenecer al espín, y por lo tanto al momento magnético , de los electrones de conducción en metales ferromagnéticos , como el hierro , dando lugar a corrientes polarizadas por espín . Puede referirse a ondas de espín (estáticas) , correlación preferencial de la orientación del espín con redes ordenadas ( semiconductores o aislantes ).
También puede referirse a haces de partículas producidos con fines particulares, como la dispersión de neutrones polarizados o la espectroscopia de espín de muones . La polarización de espín de electrones o de núcleos , a menudo llamada simplemente magnetización , también se produce mediante la aplicación de un campo magnético . La ley de Curie se utiliza para producir una señal de inducción en la resonancia de espín electrónico (ESR o EPR) y en la resonancia magnética nuclear (NMR).
La polarización del espín también es importante para la espintrónica , una rama de la electrónica . Los semiconductores magnéticos se están investigando como posibles materiales espintrónicos.
El espín de los electrones libres se mide mediante una imagen LEED de un cristal de wolframio limpio (SPLEED) [2] [3] [4] o mediante un microscopio electrónico compuesto exclusivamente de lentes electrostáticas y una lámina de oro como muestra. Los electrones retrodispersados se desaceleran mediante una óptica anular y se enfocan sobre un multiplicador de electrones en forma de anillo a unos 15°. Se registra la posición en el anillo. Todo este dispositivo se llama detector Mott . Dependiendo de su espín, los electrones tienen la posibilidad de golpear el anillo en diferentes posiciones. El 1% de los electrones se dispersan en la lámina. De este 1% es recogido por el detector y luego alrededor del 30% de los electrones golpean el detector en la posición incorrecta. Ambos dispositivos funcionan gracias al acoplamiento de órbita de espín.
La polarización circular de los campos electromagnéticos se debe a la polarización de espín de sus fotones constituyentes .
En el contexto más genérico, la polarización de espín es cualquier alineación de los componentes de un campo no escalar (vectorial, tensorial, espinorial) con sus argumentos, es decir, con las tres regiones espaciales no relativistas o las cuatro regiones espaciotemporales relativistas sobre las que está definido. En este sentido, también incluye las ondas gravitacionales y cualquier teoría de campos que acople sus constituyentes con los operadores diferenciales del análisis vectorial.