Estoy trabajando en un proyecto y me cuesta entender cómo el campo magnético desvía los átomos de plata que lo atraviesan. Por lo que he entendido, los átomos se desvían hacia arriba o hacia abajo una cantidad específica en función de su momento magnético, pero no puedo entender lo que está causando este fenómeno. Soy estudiante de ingeniería y la física no es mi campo principal, así que preferiría que la explicación no fuera demasiado específica. Gracias de antemano por su ayuda.
Respuesta
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Si un átomo tiene un imán momento (no momento), eso significa que actúa como un pequeño imán dipolar, como una pequeña barra magnética. Un campo magnético uniforme no ejercerá una fuerza neta sobre un imán dipolar, porque (pensándolo como una barra magnética) el campo magnético empujará sobre un polo y tirará del otro polo con fuerza igual pero opuesta.
Sin embargo, si el campo magnético es no uniforme -si diverge hacia arriba, por ejemplo-, se puede imaginar que cuando el dipolo está alineado con el campo, éste es más intenso en el lugar de uno de los polos que en el del otro debido a la divergencia. Digamos que el campo no uniforme se debe al polo N de un electroimán. Entonces el polo N del dipolo es repelido (hacia arriba en este escenario) y el polo S del dipolo es atraído hacia abajo. Pero el red (hacia arriba menos hacia abajo) depende de si el dipolo está alineado con su polo Norte hacia arriba o con su polo S hacia arriba. En el primer caso, la fuerza neta es hacia abajo y en el segundo hacia arriba.
El resultado clave del experimento de Stern-Gerlach no es que los átomos se desvíen, sino que se desvían una cantidad fija hacia arriba o hacia abajo, sin nada intermedio. Esto demuestra una propiedad cuántica del espín, relacionada con el momento magnético: la proyección del espín sobre cualquier eje (en este caso, un eje alineado con el campo magnético divergente) está cuantizada. "Cuantificado" significa que el momento angular del espín a lo largo de un eje sólo puede tener ciertos valores discretos.
