نیروی اسپین-مدار (Spin-Orbit Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی اسپین-مدار (Spin-Orbit Force) :
نیروی اسپین-مدار یک برهم کنش نسبیتی ظریف در مکانیک کوانتومی است که بین اسپین (Spin) یک ذره و حرکت مداری آن (تکانه زاویه ای مداری) در یک پتانسیل (مانند پتانسیل هسته) رخ می دهد. این برهم کنش یک جمله اضافی در هامیلتونی سیستم ایجاد می کند که باعث شکافتن سطوح انرژی می شود.
از دید یک الکترون که به دور هسته می چرخد، هسته باردار به نظر می رسد که در حال چرخش به دور الکترون است (اصل نسبیت). این حرکت نسبی، یک میدان مغناطیسی مؤثر در محل الکترون ایجاد می کند. این میدان مغناطیسی با گشتاور مغناطیسی ذاتی الکترون (که ناشی از اسپین آن است) برهم کنش می کند و باعث می شود انرژی سیستم به جهت گیری نسبی اسپین و تکانه زاویه ای مداری بستگی داشته باشد.
انرژی این برهم کنش به صورت زیر است:
\[ E_{SO} \propto \vec{S} \cdot \vec{L} \]که در آن
\[ \vec{S} \]بردار اسپین و
\[ \vec{L} \]بردار تکانه زاویه ای مداری است. نیروی متناظر با این انرژی، یک نیروی بسیار ضعیف و غیرمرکزی است که تأثیر مهمی در ساختار ظریف (Fine Structure) طیف اتمی دارد. این پدیده همچنین در فیزیک حالت جامد، به ویژه در مواد با اتم های سنگین، منجر به پدیده هایی مانند اثر هال اسپینی (Spin Hall Effect) و شکافتگی اسپین-مدار (Spin-Orbit Splitting) در نوارهای انرژی می شود که برای اسپینترونیک (Spintronics) حیاتی است.
