Les protons sont composés de trois particules plus petites appelées quarks. Les quarks ont une propriété intrinsèque appelée spin, qui est une propriété fondamentale de la mécanique quantique qui agit comme une source de moment cinétique. Les spins des quarks individuels dans un proton donnent naissance au spin global du proton. Chaque quark a un spin fractionnaire, les quarks up portant un spin +1/2 et les quarks down portant un spin -1/2. La combinaison des quarks à l'intérieur du proton, y compris leurs spins relatifs et leurs moments cinétiques, aboutit à ce que le spin net du proton soit de 1/2.

Le spin du proton peut être compris en termes de propriété fondamentale du moment cinétique en mécanique quantique. Tout comme une toupie a un moment cinétique intrinsèque en raison de sa rotation, les quarks ont leur propre moment cinétique interne, appelé « spin ». Le spin total du proton est déterminé par l’addition vectorielle des spins individuels des quarks.

Le proton est composé de deux quarks up et d'un quark down. Les quarks up ont tous deux un spin +1/2, tandis que le quark down a un spin -1/2. Lorsque les spins des quarks sont additionnés, le résultat est un spin net de 1/2. Cela signifie que le proton possède un moment cinétique intrinsèque, responsable de sa rotation.

Le spin du proton est une propriété importante qui affecte son comportement dans divers phénomènes et interactions physiques. Par exemple, en spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), les spins des protons sont utilisés pour sonder la structure et la dynamique des molécules. De plus, le spin du proton est un facteur clé dans la compréhension de la forte force nucléaire, responsable du maintien des protons et des neutrons ensemble dans le noyau.