En física de partículas , la polarización del espín es el grado en que el espín , es decir, el momento angular intrínseco de las partículas elementales , está alineado con una dirección determinada. [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 para fines particulares, como la dispersión de neutrones polarizados o la espectroscopia de espín de muones . La polarización de espín de los electrones o de los núcleos , muchas veces 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 resonancia de espín electrónico (ESR o EPR) y en resonancia magnética nuclear (RMN).
La polarización del espín también es importante para la espintrónica , una rama de la electrónica . Se están investigando semiconductores magnéticos 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 en un multiplicador de electrones en forma de anillo a aproximadamente 15°. Se registra la posición en el anillo. Todo este dispositivo se llama detector de Mott . Dependiendo de su espín, los electrones tienen la posibilidad de golpear el anillo en diferentes posiciones. El 1% de los electrones están dispersos en la lámina. De estos, el detector recoge el 1% y luego aproximadamente el 30% de los electrones golpean el detector en la posición incorrecta. Ambos dispositivos funcionan gracias al acoplamiento de la órbita de giro.
La polarización circular de los campos electromagnéticos se debe a la polarización de espín de los fotones que los constituyen .
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 relativistas espaciotemporales sobre las cuales se define. En este sentido, también incluye las ondas gravitacionales y cualquier teoría de campo que relacione sus constituyentes con los operadores diferenciales del análisis vectorial.