Una partícula con espín intrínseco cuya orientación puede manipularse y medirse en sistemas cuánticos.Una peonza cuántica es una partícula con espín intrínseco: un momento angular interno que se comporta como un pequeño objeto que gira, pero con propiedades puramente cuánticas. A diferencia de una peonza clásica, su espín está cuantizado: solo puede tomar valores discretos, y su orientación no puede especificarse con precisión; en cambio, existe en una superposición de direcciones posibles. El concepto es central en la mecánica cuántica porque el espín es una propiedad fundamental de partículas como electrones, protones y neutrones, y subyace a fenómenos como la resonancia magnética y el entrelazamiento cuántico.
El concepto de espín fue introducido en 1925 por George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit para explicar el efecto Zeeman anómalo, y posteriormente formalizado por Wolfgang Pauli y Paul Dirac.
En mecánica cuántica, el espín de una partícula se describe mediante un operador vectorial cuyas componentes no conmutan, lo que significa que no se pueden conocer las tres componentes simultáneamente. El estado de la partícula es un vector en un espacio de Hilbert, y medir el espín a lo largo de cualquier eje produce uno de un conjunto finito de valores propios (por ejemplo, espín-1/2 da dos resultados). La manipulación implica aplicar campos magnéticos o pulsos láser que rotan el estado de espín, mientras que la medición proyecta la superposición sobre una dirección de espín definida, colapsando el estado.
Las peonzas cuánticas se utilizan en computación cuántica (qubits), imágenes por resonancia magnética (IRM) y relojes atómicos.
El espín de un electrón no es una rotación literal; si lo fuera, la superficie del electrón se movería más rápido que la luz.
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