これは、舞台裏で踊るダンサーの動きがライトを通してステージに投影されるようなイメージに近いと言えます。
舞台裏(余分な次元)でのダンス(スピンの位相変化)が、ステージ(私たちの3次元空間)に投影された結果として、小さな磁石のような振る舞いを示すわけです。
(※実際には電子が本当にぐるぐる回っているわけではなく、あくまで量子力学の抽象的な対称性(SU(2)群)に基づくもので、「余分な次元での回転」が見かけ上の自転として映し出されているのです)
こうして生まれたスピンの向きが外部磁場と相互作用すると、電子はN極とS極をもつ小さな磁石のようにふるまいます。
つまり、私たちが「スピンの角運動量」と呼んでいるものは、古典的な軸回転ではなく、量子力学が許容する“余剰次元の回転”による舞台裏のダンスが投影された姿なのです。
このようにスピンは単なるイメージ上のコマよりもずっと不思議な性質を帯びており、学校の教科書も説明に苦戦する理由となっていました。
(※電子は素粒子であり内部構造を持たないため、「余分な次元での回転」は物理的に何かが回っているわけではなく、量子力学的な性質を比喩的に表しているにすぎません)。
さらに加えて、電子スピンだけではなく、原子核のまわりを取り巻く電子の“軌道運動”も磁気モーメントを生み出す重要な要素です。
量子力学では、電子は原子核の周囲にある「軌道」(厳密には波動関数)の状態に存在し、その形状やエネルギー準位によって磁気モーメントの大きさも微妙に異なります。
古典的なイメージでは「荷電粒子がぐるぐる回ると電流が発生し、それが磁場を生む」と説明されてきましたが、実際には量子力学的な解釈に基づくため、電子の軌道運動を直接“電流”として測定することはできません。
むしろ、軌道角運動量が磁気モーメントに寄与していると考えられています。そして電子スピンが全体として整列すれば、物質は外部に磁場を生み出すようになり、私たちが日常で目にする磁石の性質を示すことになるのです。