El Espín del Neutrón

Al igual que el protón y el electrón, posee un momento angular intrínseco o espín, tambien tiene un momento magnético negativo de -1913141 magnetones nucleares.
La antiparticula del neutrón, el antineutrón tiene el mismo valor de espín, que estan compuestas a su vez de quarks.
La radiografia de neutrones, es la aplicación más importante de los neutrones que es generada por un reactor, que es una tecnica muy parecida a los rayos x, tambien se ha utilizado mucho en el estudio del combustible nuclear y otros componentes de los reactores.
En la actualidad se utiliza en general en las ciencias físicas y biológicas, así como tambien en las aplicaciones tecnológicas, la paleontología, arqueología y en la historia del arte.

El Espín del Fotón

Los físicos de EE.UU. han realizado una seríe de experimentos basado en el láser para confirmar que los fotones se comportan según las estadísticas de Bose - Einstein, descartando la posibilidad de que estos fotones fueran fermiones.

Está estadística, es un tipo de mecánica estadística que se aplica a la determinación de las´propiedades estadísticas de conjuntos grandes de partículas indistinguibles que son capaces de coexistir en el mismo estado cuántico (bosones) en equilibrio térmico, fue introducida para estudiar las propiedades estadísticas de los fotones, en 1920 por el físico hindú Satyendra Nath Bose y generalizada por Alberth Einstein en 1924 para otros atomos y bosones.

En física se sabe que las partículas se presentan en dos variedades basicas: los bosones, que son los que tienen valores enteros de momento angular intrínseco o espín, y los fermiones que tienen un espín semientero. Los bosones son partículas portadoras de fuerza, se puede mencionar el fotón, W y Z, y siguen la estadística de Bose - Einstein.

Con las matemáticas de la teoría cuántica de campos ha permitido demostrar el principio de que las partículas de espín entero por la estsística de Bose - Einstein, y que las partículas de espín semientero muestran un comportamiento de Fermi - Dirac, de la cuál Richard Feynman no estuvo de acuerdo.

Experimentos realizados por diferentes físicos, recientemente han demostrado que los fotones se comportan como bosones. El nombre de fermión fue dado en honor al cientifico italiano Enrico Fermi, se caracteriza por tener espín semientero de 1/2, 3/2,...... Un fermión o un bosón dependera del número de fermiones que contengan, por ejemplo si la partícula contiene un número par de fermiones entonces son bosones, como los mesones o el núcleo de carbono - 12; si tienen un número impar de fermiones son fermiones, como los bariones o el núcleo de carbono - 13.

Los fermiones elementales son el quarks que son los que experimentan la interacción nuclear fuerte y los leptones que son los que interactuan mediante la interacción eletro débil.     

El Espín del Protón

Los protones tienen un espín intrínseco, es decir que no surge del movimiento orbital de sus partes en torno a su centro, que es aprovechada en la espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN).

Esta consiste en que a una sustancia se le aplica un campo magnético que detecta la corteza alrededor de los protones que hay en los núcleos de dicha sustancia, que es proporcionada por las nubes de electrones. El momento angular del protón es intrínseco, o espín, y es un momento magnético. El protón cumple con el principio de exclusión, que consiste en que dos partículas elementales de espín semientero, no pueden tener al mismo tiempo el mismo estado cuántico o estado de energía en un átomo.
El protón se dice que está formado por tres quarks de valencia (uud), dos quarks up y uno down. Se dice que el espín del protón debería ser 1/2 por que la suma de los quarks es 1/2 - 1/2 + 1/2, pero los experimentos de dispersión inelástica muestran lo contrario, y estos quarks sólo aportan el 20 - 30% del espín total del protón. Se supone que el protón está formado por muchos gluones y pares de quarks - antiquarks. La RHIC(Relativistic Heavy Ion Coclider en Brookhaven, EE.UU.) realizo una interpretación teorica de algunos experimentos que indican que los gluones aportan muy poco al espín del protón el 3 - 5% del total. No se sabe exactamente de qué depende el espín del protón, pero se supone qué depende del momento angular orbital conjunto de quarks y gluones. Los expertos dicen que se necesitan muchos años de estudio para determinar con exactitud mediante experimentos de qué depende el espín del protón.