In italiano vuol dire rotazione. Se il moto di una pallina è descritto dalle equazioni di Newton, lo spin è una grandezza fisica legata alla rotazione della pallina attorno al proprio asse (momento angolare). Lo spin in fisica atomica è stato introdotto per la prima volta per gli elettroni, i quali però, in certe condizioni, non somigliano affatto alle palline della fisica classica. In ogni caso, in meccanica quantistica, lo spin è ancora definito come momento angolare, ma si perde ogni riferimento alle rotazioni usuali. Le rotazioni legate allo spin avvengono in uno spazio astratto.
Il momento angolare di spin è stato introdotto perché gli elettroni mostravano un grado di libertà in più rispetto a quelli aspettati e, come è usuale in meccanica quantistica, è quantizzato, cioè può assumere solo valori multipli di un'entità fondamentale con le dimensioni fisiche di un momento angolare: la costante di Planck
h = 6,63 10-27erg s. In particolare, l'elettrone può avere solo spin pari in valore assoluto a h/4π. Si dice che l'elettrone ha spin 1/2, sottintendendo il quanto elementare h/2π.
Lo spin ha un ruolo fondamentale nella meccanica quantistica, le particelle si dividono infatti in due grandi categorie: quelle che hanno spin semintero come l'elettrone (1/2, 3/2, ecc.) e quelle che hanno spin intero (1, 2, ecc.). Le prime si chiamano fermioni, perché un gas di elettroni o di particelle a spin semintero è descritto statisticamente da una legge scoperta da Enrico Fermi (e indipendentemente da Paul Audrien Maurice Dirac); le particelle di spin intero seguono invece la statistica studiata da Satyendra Nath Bose e poi da Albert Einstein e si chiamano bosoni.
Inoltre, più fermioni sono descritti da una funzione d'onda antisimmetrica rispetto allo scambio di coordinate (la funzione cambia segno); più bosoni sono descritti da funzioni d'onda simmetriche.
Nella prima versione della meccanica quantistica lo spin dovette essere aggiunto, per così dire, "a mano", altrimenti non si sarebbero spiegati alcuni fenomeni atomici e alcuni esperimenti. Solo dopo che Dirac introdusse nella teoria quantistica le correzioni imposte dalla relatività ristretta di Einstein (quando l'elettrone si muove a velocità confrontabili con quella della luce) lo spin emerge in modo naturale dall'equazione di Dirac, generalizzazione relativistica dell'equazione di Schrödinger della meccanica quantistica ordinaria.
