大家好，歡迎收看量子科普第114期，今天和大家聊一聊這個在量子力學中很容易造成誤解的名詞：自旋
相信了解量子力學的朋友肯定聽說過「量子自旋」這個名詞，如果單單從字面上理解的話，自旋應該指的是自身旋轉，那麼量子自旋就應該是微觀粒子、量子自身進行旋轉的運動，最近網上甚至傳言：量子自旋時表面上的切向線速度已經超越了光速，還顛覆了愛因斯坦的相對論？今天就給大家科普一下：到底量子自旋究竟是什麼？
早在1925年，兩個年輕的研究生（烏倫貝克與古茲密特）就提出了電子的自旋猜想，烏倫貝克與古茲密特認為電子並不是一個點電荷，而是電子應該具有「自旋」的屬性，後來量子力學將電子自旋屬性推廣到整個微觀領域的粒子中去，但我們不能把微觀量子領域的自旋理解成宏觀世界中的自身旋轉，因為我們在宏觀世界也找不到任何一種物理量，來對應微觀量子領域中的「自旋」現象。
準確來說：自旋指的是微觀粒子內稟運動量子數，自旋是可以量子化的，雖然有時我們會拿自旋與宏觀世界中的旋轉做對比，但從本質上來說：自旋與旋轉沒有任何關係，自旋不是一種運動狀態，而是一種微觀粒子內在屬性，就好像質量、溫度、速度這些物理量一樣，自旋的英文是：Spin，中文翻譯：自旋，容易造成一些理解上的偏差，而且自旋這種微觀量子世界特有的物理量在宏觀世界還想不到對應的參考，所以我們經常把量子領域中的「自旋」，理解成微觀粒子、量子的自身旋轉運動。
自旋不僅僅是量子力學中一個十分重要的物理量，而且自旋還是劃分微觀粒子的種類的標準，就好像我們使用0攝氏度來劃分水與冰的區別一樣，物理學家使用自旋這個物理量，將宇宙中的基本粒子劃分為兩大類。
我們將自旋數位半奇數（1/2、3/2、5/2、7/2）的微觀粒子劃分為費米子，而費米子又分為兩類，分別是夸克（12類）與輕子（12類）。
夸克：上夸克 、下夸克 、奇夸克 、粲夸克 、底夸克 、頂夸克 ，以及它們對應的 6 種反夸克。
輕子：電子 、渺子 、陶子 、中微子νe、中微子νμ、中微子ντ，以及他們對應的 6 種反粒子。
我們將自旋數位整數（0、1、2、3）的微觀粒子劃分為玻色子。
介子、氘核、氦-4、希格斯粒子、光子、膠子、Z都屬於玻色子
而且複合粒子的自旋可以由其組成粒子自旋中得出，例如質子、中子由3個夸克（費米子）組成，所以中子、質子也屬於玻色子。