LES DOCTEURS DU SPIN
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rent du principe d'exclusion, dont Goudsmit estimait qu'il
n'était qu'une règle ad hoc- encore une - pour mettre un
peu plus d'ordre dans l'épouvantable confusion des données
spectrales. Toutefois, Uhlenbeck trouva immédiatement une
idée que Pauli avait déjà réfutée.
Un électron pouvait se mouvoir dans les directions
suivantes: de haut en bas, d'avant en arrière et de gauche à
droite. Chacune de ces différentes manières de se mouvoir
était ce que les physiciens appelaient un «degré de liberté».
Pour Uhlenbeck, le nouveau nombre quantique de Pauli
signifiait que l'électron disposait d'un degré supplémentaire
de liberté. Un quatrième nombre quantique impliquait que
l'électron devait tourner sur lui-même, estimait Uhlenbeck.
Or en physique classique pareil mouvement de toupie est une
rotation en trois dimensions. Donc, si les électrons tournaient
de cette manière, comme la Terre en rotation sur son axe, il
n'y aurait pas besoin d'un quatrième nombre quantique.
Pauli affirmait que son nouveau nombre quantique se rapportait à quelque chose «qui ne peut se décrire d'un point de
vue classique~ 8 ».
En physique classique, la rotation ordinaire peut s'orienter
dans n'importe quelle direction. Uhlenbeck, lui, proposait
une rotation quantique, le « spin » - une rotation « à deux
valeurs », spin « vers le haut » et spin « vers le bas ». Il se
représenta ces deux états possibles de spin sous la forme d'un
électron qui, comme une sorte de toupie, tourne sur un axe
vertical soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit dans
le sens inverse tandis qu'il gravite autour du noyau atomique.
Ce faisant, l'électron générerait son propre champ magnétique et se comporterait comme un barreau aimanté subatomique. L'électron peut s'aligner soit dans la même direction
qu'un champ magnétique appliqué de l'extérieur, soit dans la
direction opposée. Au début, on croyait que toute orbite
d'électron autorisée pourrait héberger une paire d'électrons,
à condition que l'un ait un spin« en haut» et l'autre, un spin
«en bas». Ces deux directions de spin ont deux énergies très
similaires mais non identiques, produisant deux niveaux
d'énergie légèrement différents, ce qui expliquait les doublets
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rent du principe d'exclusion, dont Goudsmit estimait qu'il
n'était qu'une règle ad hoc- encore une - pour mettre un
peu plus d'ordre dans l'épouvantable confusion des données
spectrales. Toutefois, Uhlenbeck trouva immédiatement une
idée que Pauli avait déjà réfutée.
Un électron pouvait se mouvoir dans les directions
suivantes: de haut en bas, d'avant en arrière et de gauche à
droite. Chacune de ces différentes manières de se mouvoir
était ce que les physiciens appelaient un «degré de liberté».
Pour Uhlenbeck, le nouveau nombre quantique de Pauli
signifiait que l'électron disposait d'un degré supplémentaire
de liberté. Un quatrième nombre quantique impliquait que
l'électron devait tourner sur lui-même, estimait Uhlenbeck.
Or en physique classique pareil mouvement de toupie est une
rotation en trois dimensions. Donc, si les électrons tournaient
de cette manière, comme la Terre en rotation sur son axe, il
n'y aurait pas besoin d'un quatrième nombre quantique.
Pauli affirmait que son nouveau nombre quantique se rapportait à quelque chose «qui ne peut se décrire d'un point de
vue classique~ 8 ».
En physique classique, la rotation ordinaire peut s'orienter
dans n'importe quelle direction. Uhlenbeck, lui, proposait
une rotation quantique, le « spin » - une rotation « à deux
valeurs », spin « vers le haut » et spin « vers le bas ». Il se
représenta ces deux états possibles de spin sous la forme d'un
électron qui, comme une sorte de toupie, tourne sur un axe
vertical soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit dans
le sens inverse tandis qu'il gravite autour du noyau atomique.
Ce faisant, l'électron générerait son propre champ magnétique et se comporterait comme un barreau aimanté subatomique. L'électron peut s'aligner soit dans la même direction
qu'un champ magnétique appliqué de l'extérieur, soit dans la
direction opposée. Au début, on croyait que toute orbite
d'électron autorisée pourrait héberger une paire d'électrons,
à condition que l'un ait un spin« en haut» et l'autre, un spin
«en bas». Ces deux directions de spin ont deux énergies très
similaires mais non identiques, produisant deux niveaux
d'énergie légèrement différents, ce qui expliquait les doublets