プロトンのスピンは、量子力学における角運動量の基本的な特性の観点から理解できます。回転するトップがその回転のために固有の角運動量を持っているように、クォークは「スピン」と呼ばれる独自の内部角運動量を持っています。プロトンの総スピンは、個々のクォークスピンのベクトル添加によって決定されます。
プロトンは、2つのアップクォークと1つのダウンクォークで構成されています。 UPクォークは両方ともスピン+1/2を運びますが、ダウンクォークにはスピン-1/2が運ばれます。クォークのスピンが一緒に加えられると、結果は1/2のネットスピンになります。これは、陽子が本質的な角運動量を持っていることを意味し、それがそのスピンの原因となっています。
プロトンのスピンは、さまざまな物理的現象と相互作用におけるその挙動に影響を与える重要な特性です。たとえば、核磁気共鳴(NMR)分光法では、プロトンのスピンを使用して分子の構造とダイナミクスを調べます。さらに、陽子のスピンは、核に陽子と中性子を一緒に保持する原因となる強力な核力を理解する上で重要な要因です。