シュテルン=ゲルラッハの実験

しゅてるんげるらっはのじっけん

銀の原子の流れを磁場に通すと、ぼんやり広がらずに2本に分かれることを示した1922年の実験。原子の向きが飛び飛びの値しかとらないことの直接の証拠になった。

1922年2月、フランクフルトのシュテルンとゲルラッハは、熱した銀から出る原子の細い流れを、形を工夫した磁石のあいだに通し、ガラス板に吹き付けました^[1]。原子が小さな磁石としてあらゆる向きを向いているなら、板の跡はぼんやり広がるはずです。結果は、くっきり2本でした。当時これは、ボーアとゾンマーフェルトの理論が予想した「向きの量子化」の証拠と受け止められました。

ところがのちに、この2本への分かれ方は、ボーアの理論が考えていた電子の回る動きではなく、1925年に提案された電子のスピンによるものだと分かります。理論の予想は当たっていたのに、当たった理由は取り違えられていたのです。

板の上の跡はごく薄く、はじめは見えませんでした。シュテルンが吸っていた安い葉巻の煙に含まれる硫黄が銀と反応して黒くなり、跡が浮かび上がった、という逸話が残っています^[2]。