알베르트 아인슈타인은 이론 물리학자로 유명하지만 그는 한 가지 중요한 실험도 했습니다. 이것은 그가 1915년 네덜란드 물리학자 Wander de Haas와 함께 수행한 Einstein-de Haas 실험이었습니다. 이 연구는 철과 같은 강자성 물질의 자화가 전자의 각운동량과 관련이 있음을 보여주었습니다.

이제 아인슈타인과 드 하스가 사용했던 장치 중 일부가 프랑스에서 가장 오래된 과학 박물관 중 하나인 리옹 근처의 앙페르 박물관에서 쇠약해진 채 발견되었습니다. 이 발견은 Claude Bernard Lyon 1 대학의 Alfonso San Miguel과 박물관 큐레이터인 Bernard Pallandre가 수행했습니다. 물건의 출처는 Geertruida de Haas-Lorentz와 관련된 문서를 통해 확인할 수 있다고 합니다. 그녀는 물리학자이자 드 하스의 아내였습니다. 산 미구엘과 팔란드레는 1950년대에 박물관에 장비를 기증했다고 말합니다.

아인슈타인-드 하스(Einstein-de Haas) 실험은 대칭축을 중심으로 회전할 수 있도록 실에 매달려 있는 강자성 물질의 원통을 포함합니다. 거울은 원통의 상단에 위치하므로 원통의 회전은 빛의 광선을 스크린에 반사하여 측정할 수 있습니다(그림 참조).

호기심 회전

실린더는 솔레노이드의 중앙에 위치합니다. 전류가 솔레노이드를 통해 전달되면 실린더를 자화시키는 자기장이 생성되어 막대 자석이 됩니다. 이로 인해 실린더가 약간 회전하게 되는데, 이는 광선의 편향에서 관찰됩니다. 자기장이 반전되면 실린더는 반대 방향으로 회전합니다.

이 회전은 고전 전자기 이론에 의해 예측되지 않습니다. 왜냐하면 실험의 원통형 대칭은 자기장이 강자성체에 토크를 가할 수 있는 방법을 제공하지 않기 때문입니다.

대신, 관찰된 회전은 강자성 물질 내에서 원을 그리며 흐르는 전하 전류에 의해 자성이 생성된다는 아이디어를 뒷받침합니다. 이 아이디어는 거의 100년 전 프랑스 물리학자 앙드레 마리 앙페르(André-Marie Ampère)가 처음으로 제시한 아이디어입니다.

자기 모멘트뿐만 아니라 궤도를 도는 전자에도 각운동량이 있습니다. 실린더의 자화에는 이러한 자기 모멘트의 정렬이 포함됩니다. 이로 인해 자기장이 가해질 때 전자의 각운동량 방향이 변경됩니다. 각운동량은 보존되어야 하기 때문에 실린더는 이 변화에 반응하여 회전합니다.

이제 우리는 전자가 궤도 각운동량뿐만 아니라 고유 각운동량(스핀)도 가지고 있다는 것을 알고 있습니다. Einstein-de Haas 실험은 이 두 가지가 물질의 자화에 어떻게 기여하는지 연구하는 데 사용될 수 있습니다.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/einsteins-only-experiment-is-found-in-french-museum/