ساخت دستگاه اشترن گرلاخ برای آموزش مفهوم اسپین به دانشجویان

دستگاه اشترن – گرلاخ یکی از تجهیزات پیشرفته ی آزمایشگاه های مدرن فیزیک جهان است. این دستگاه برای اتو اشترن و والتر گرلاخ ، ناخواسته باعث کشف مفهوم اسپین الکترون در اتم های هیدروژن گونه در سال 1922 گردید و در سال های بعد ضمن اخذ جایزه ی نوبل ، تاثیر عمیقی در درک سازوکار باریکه های مولکولی به همراه داشت. از لحاظ علمی آزمایش آن ، مرزی برای نظریات فیزیک کوانتمی و مکانیک آماری قلمداد می شود. بر اساس پیش بینی مدل اتمی بوهر، هر الکترون چرخان به دور هسته دارای یک گشتاور مغناطیسی به نام مگنتون بوهر است. زومرفلد و دبای مستقل از هم معتقد بودند که این گشتاور مغناطیسی در جهت های خاصی است و در تلاش بودند تا با این سازوکار علت شکافتگی طیف اتم ها در میدان مغناطیسی موسوم به اثر زیمان را تبیین کنند. فرض جهت پذیری های خاص مداری برای اتم بوهر ، که مخالف دیدگاه کلاسیک مبنی بر آزاد بودن گشتاورهای مغناطیسی اتم ها در هر جهت دلخواه بود ، اشترن را به این فکر واداشت تا با انجام آزمایشی این موضوع را به محک تجربه ی طبیعت بگذارد. هر چند بعد از آزمایش ، نتایج ظاهری دلالت بر این جهت گیری می نمود ولیکن با دخالت اینشتین و اهرنفست معلوم شد که این نتایج از مفهوم دیگری نشات می گیرد که تا آن زمان نامعلوم مانده بود. موضوع در حالت شک و یقین باقی ماند تا اینکه در سال 1925 با پیشنهاد جنجال برانگیز گوداشمیت و اولنبک از شاگردان اهرنفست ، پذیرش مدلِ ، الکترون خودش هم یک آهن ربای کوچک است ، به عنوان تبیینی برای نتایج آزمایش اشترن- گرلاخ در نظر گرفته شد و در ادامه ، تبیین اثر زیمان هم با همین پذیرش مفهوم اسپین معنی پیدا کرد. ساخت دستگاه برای آموزش مفهوم اسپین ، عاملی برای این پایان نامه شد.