En las Lecciones de Feynman, el experimento mental modificado de Stern-Gerlach utiliza imanes de alto gradiente. Estoy confundido sobre lo que sería un imán de alto gradiente. Según entiendo, en el aparato de Stern-Gerlach, los imanes están orientados en una dirección específica (como la dirección z). ¿Esto significa que el campo magnético producido por los dos imanes está en la dirección z y el gradiente del campo magnético también está en la dirección z? Si este es el caso, ¿cómo son los campos magnéticos no homogéneos? Según esta publicación en Stack Exchange, parece que si un campo magnético está solo en una dirección, sería homogéneo.
Respuesta
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Un campo magnético homogéneo es aquel que es espacialmente uniforme, es decir, uno con un gradiente cero. Puede recordar de la magnetostática que la fuerza sobre un dipolo magnético en un campo magnético es proporcional al producto punto del momento dipolar con el gradiente del campo magnético. Si los imanes en el experimento de Stern-Gerlach generaran campos homogéneos, los átomos no serían desviados en absoluto. Solo en presencia de un campo magnético con un gradiente en la dirección z se verá la división debido al componente z del momento angular de los átomos.
