Desde una perspectiva general, interpretar el giro como un medio para rastrear el tiempo implica que debería haber algún experimento o fenómeno físico que, al menos en principio, le permita hacerlo. Pero no puedo pensar en ninguno, más allá de aquellos que involucran el cálculo trivial de que la Energía de una partícula dividida por su espín proporciona un valor de frecuencia que podría usarse como un medio de seguimiento del tiempo. Pero la utilidad de tal frecuencia parece cuestionable porque:
- La frecuencia calculada de esta manera es solo una función de la frecuencia de la partícula que obtienes al dividir la Energía de la partícula por la constante de Planck, ya que la variable “real” aquí es solo la Energía. Si bien es cierto que el giro de una partícula puede cambiar con el tiempo, el cambio consiste simplemente en un cambio de signo, que deja invariable la magnitud de una cantidad escalar (cuya frecuencia es). En efecto, la frecuencia calculada de esta manera es un número que proporciona la misma información que la frecuencia de la partícula (multiplicada por un factor constante, a menos que el espín sea 1) más el signo de su espín. En el caso de partículas con spin 0 (como el bosón de Higgs), ni siquiera puede definir este valor.
- Si quisiera usar el cambio de signo como un medio de seguimiento del tiempo, entonces la dificultad sería que parece independiente de la variación temporal, a menos que el experimento esté específicamente configurado para hacerlo dependiente. Por ejemplo, tener la partícula en un campo magnético que invierte periódicamente su orientación le permitiría interpretar el giro como un “tiempo de seguimiento” por medio de la periodicidad del cambio de signo debido al cambio periódico en el campo magnético, pero tengo un sintiendo que estabas pensando en algo más profundo. El experimento Voyageur mencionado en la otra respuesta (con la que no estaba familiarizado anteriormente), me parece que cae bajo este tipo de cambio. Si eso es correcto, entonces realmente no responde a su pregunta en el nivel de profundidad que está buscando.
- Matemáticamente, también existe la sutileza de dividir una cantidad que es un producto escalar (Energía) por una cantidad que, si se interpreta literalmente como una forma de momento angular, es la magnitud de un producto cruzado. Se puede hacer, y a la mayoría de los físicos probablemente no les moleste, pero creo que plantea algunas preguntas profundas porque normalmente, cuando calculamos la frecuencia de una partícula dividiendo su energía por la constante de Planck, interpretamos a esta última como una unidad de acción, que también es un producto de punto.
La dificultad para llegar a una respuesta más profunda es que sabemos con certeza que el espín cuántico no es una expresión de ningún tipo de movimiento rotativo periódico visualizable (esto ya se sabía en la década de 1920 cuando Lorenz demostró que si lo hiciera, un electrón podría tiene que girar a una velocidad aproximadamente 10 veces la velocidad de la luz). La pregunta razonable que debe hacerse, entonces, es “¿qué es?”, Y la respuesta honesta es que, en el sentido profundo que está preguntando, no lo sabemos, aunque algunos físicos han intentado proporcionar una respuesta.
Por ejemplo, hay un artículo de Ohanian titulado “What is Spin?”, Pero lo mejor que puedo decir es que su explicación no es generalmente aceptada, no necesariamente porque los físicos no estén de acuerdo con ella, sino porque la mayoría no ha dedicado mucho tiempo a esta pregunta. y su respuesta, por lo que sería escéptico ante cualquier intento de explicación antes de haberlo examinado en profundidad.
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Presumiblemente, si supiéramos qué es “spin cuántico”, podríamos dar una respuesta definitiva a su pregunta. Tengo mis propias ideas, pero están lejos de ser convencionales.
