Лазерный луч можно представить как стремительный вихрь, который на мгновение захватывает пролетающий электрон. Пока частица движется сквозь импульс, её спин — собственное вращение, подобное вращению крошечного волчка, — испытывает слабый толчок. После выхода из луча волчок уже не смотрит в прежнюю сторону: он чуть-чуть довернулся.
Эффект возникает из-за того, что у электрона есть крошечная магнитная аномалия — отклонение от «нормального» магнитного поведения, которое называют аномальным магнитным моментом. Именно через эту аномалию свет и передаёт частице своё вращение. Величина поворота зависит от площади, которую огибает поперечное электрическое поле импульса. Чем сильнее закручен свет, тем больше площадь и тем заметнее эффект. Сама площадь оказывается равна спиновому моменту, который несёт импульс на единицу площади, так что поворот спина напрямую измеряет спиральность (скрученность) лазерного луча.
Авторы работы проверили расчёты на множестве конфигураций лазерных импульсов. Оказалось, что если луч слабо сфокусирован, эффект исчезающе мал. Но при сильной фокусировке — когда пятно света сравнимо с длиной волны — поворот становится заметным. Это открывает путь к экспериментам, где спин электрона работает как сверхчувствительный датчик скрученности света.
Аномальный магнитный момент электрона — одна из самых точно измеренных величин в физике. Он совпадает с теорией до двенадцатого знака после запятой, и именно эта крохотная добавка отвечает за поворот спина в эксперименте.