نیروی اسپین-اسپین (Spin-Spin Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی اسپین-اسپین (Spin-Spin Force) :
نیروی اسپین-اسپین یک برهم کنش مغناطیسی در مکانیک کوانتومی است که بین گشتاورهای مغناطیسی ذاتی (اسپین) دو ذره (مانند دو الکترون یا دو پروتون) عمل می کند. این نیرو بخشی از ساختار ظریف (Fine Structure) و فوق ریز (Hyperfine Structure) طیف اتمی است.
از دیدگاه کلاسیک، هر ذره با اسپین
\[ \vec{S} \]دارای یک گشتاور مغناطیسی (
\[ \vec{\mu} \propto \vec{S} \]) است. دو گشتاور مغناطیسی مجاور، مانند دو آهنربای کوچک، با یکدیگر برهم کنش دارند. انرژی این برهم کنش به جهت گیری نسبی اسپین ها و فاصله بین آنها بستگی دارد:
\[ E_{spin-spin} \propto \frac{\vec{\mu}_1 \cdot \vec{\mu}_2 - 3(\vec{\mu}_1 \cdot \hat{r})(\vec{\mu}_2 \cdot \hat{r})}{r^3} \]این برهم کنش باعث می شود که سطوح انرژی اتمی به دو زیرسطح (بر اساس موازی یا پادموازی بودن اسپین ها) شکافته شوند. برای مثال، در اتم هیدروژن، برهم کنش اسپین-اسپین بین اسپین الکترون و اسپین پروتون منجر به شکافتگی فوق ریز (Hyperfine Splitting) می شود که مسئول خط
\[ 21 \]سانتی متری (خط هیدروژن خنثی) در ستاره شناسی رادیویی است.
در فیزیک ماده چگال، نیروی اسپین-اسپین (که اغلب به صورت برهم کنش تبادلی (Exchange Interaction) ظاهر می شود) اساس پدیده های مغناطیسی مانند فرومغناطیس (Ferromagnetism) و پادفرومغناطیس (Antiferromagnetism) است. در این مواد، نیروی اسپین-اسپین باعث هم راستا شدن اسپین ها در نواحی بزرگ (دامنه های مغناطیسی) می شود.
