I protoni sono composti da tre particelle più piccole chiamate quark. I quark hanno una proprietà intrinseca chiamata spin, che è una proprietà quantistica fondamentale che funge da fonte di momento angolare. Gli spin dei singoli quark all'interno di un protone danno origine allo spin complessivo del protone. Ogni quark ha spin frazionario, con i quark up che hanno spin +1/2 e i quark down che hanno spin -1/2. La combinazione dei quark all'interno del protone, compresi i loro relativi spin e momenti angolari, fa sì che lo spin netto del protone sia 1/2.

Lo spin del protone può essere compreso nei termini della proprietà fondamentale del momento angolare nella meccanica quantistica. Proprio come una trottola ha un momento angolare intrinseco dovuto alla sua rotazione, i quark hanno un proprio momento angolare interno, chiamato "spin". Lo spin totale del protone è determinato dalla somma vettoriale degli spin dei singoli quark.

Il protone è formato da due quark up e un quark down. Entrambi i quark up hanno spin +1/2, mentre il quark down ha spin -1/2. Quando gli spin dei quark vengono sommati, il risultato è uno spin netto di 1/2. Ciò significa che il protone ha un momento angolare intrinseco, che è responsabile della sua rotazione.

Lo spin del protone è una proprietà importante che influenza il suo comportamento in vari fenomeni e interazioni fisiche. Ad esempio, nella spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), gli spin dei protoni vengono utilizzati per sondare la struttura e la dinamica delle molecole. Inoltre, lo spin del protone è un fattore chiave per comprendere la forza nucleare forte, che è responsabile di tenere insieme protoni e neutroni nel nucleo.