Опыт Штерна (или опыт Штерна-Герлаха) является классическим экспериментом, проведенным в 1922 году Отто Штерном и Вальтером Герлахом. Он имел важное значение для подтверждения существования спина частиц и доказательства квантовой природы магнетизма.
Основная идея опыта Штерна заключается в прохождении пучка атомов через неоднородное магнитное поле. Пучок атомов, обладающих магнитным моментом, направленный вдоль оси z, проходит через зону магнитного поля, которое ориентировано вдоль оси x. Поле в этой зоне неоднородно: одна его часть сильнее, другая слабее.
Ожидалось, что пучок атомов будет отклоняться вниз или вверх, в зависимости от направления своего магнитного момента. Однако, по удивлению ученых, они обнаружили, что пучок атомов расщепляется на две раздельные части, которые располагались выше и ниже относительно исходного пучка.
Это наблюдение подтвердило существование спина частиц. Спин является внутренним свойством элементарных частиц, аналогом вращения, и обладает квантовыми значениями. В опыте Штерна пучок атомов расщепляется из-за влияния магнитного поля на их спиновые состояния.
Таким образом, основная идея опыта Штерна заключается в демонстрации эффекта расщепления пучка атомов в неоднородном магнитном поле, что привело к открытию спина частиц и утверждению квантовой природы магнетизма.