Doch 1927 begründete Pauli selbst in Gestalt der Pauli-Spinmatrizen den heute noch gültigen spinempire casino login Umgang mit dem halbzahligen Elektronenspin in der , nichtrelativistischen, Quantenmechanik. Unerklärt blieben aber die häufig beobachteten geradzahligen magnetischen Aufspaltungen in zwei oder mehr Niveaus sowie die zweifache Aufspaltung eines Niveaus schon ohne Magnetfeld (z. B. bei der intensiven gelben Spektrallinie von Natrium — an der auch Zeeman erstmals den magnetischen Effekt hatte nachweisen können). Nachdem der Quantensprung von Elektronen im Atom , zwischen den genau vorgegeben, stabilen Bahnen, als maßgeblich für die Emission von Lichtwellen mit wohlbestimmten Frequenzen (Spektrallinien) erkannt worden war (überzeugend z. B. im Bohrschen Atommodell 1913), stellte die schon lange beobachtete feine Aufspaltung vieler Linien weiterhin ein ungelöstes Problem dar. Wie oder wodurch der Spin zustande kommt, bleibt in der klassischen Physik unerklärbar. Selbst wenn das Elektron mit kinetischer Energie Null ruht (hat es seinen Spin), der deshalb auch als Eigendrehimpuls bezeichnet wird. Das entspricht beim Elektron fast genau dem experimentellen Ergebnis, der genaue Wert ist jedoch ungefähr 2,00232.
Er hat aber im Vergleich zum Bahndrehimpuls des Kreisstroms genau die doppelte Stärke. Dieser Dipol liegt zum Spin parallel, genau wie der magnetische Dipol eines Kreisstroms parallel zu dessen Bahndrehimpuls liegt. Fügt man in die Dirac-Gleichung die Wirkung eines statischen Magnetfelds ein — ergibt sich eine Zusatzenergie wie bei einem magnetischen Dipol. In der Entwicklung der Elementarteilchenphysik hat dieses Isospinkonzept eine bedeutende Rolle gespielt.
Aus der Erhaltung des Gesamtdrehimpulses eines Systems während aller möglichen Prozesse ergibt sich die Beobachtung, dass Fermionen ausschließlich in Paaren erzeugt oder vernichtet werden können – niemals einzeln –, da andernfalls der Gesamtdrehimpuls zwischen ganzzahligen und halbzahligen Werten wechseln müsste. Außerdem zeigt sich (dass ein System), das neben einer beliebigen Anzahl von Bosonen eine ungerade Zahl an Fermionen enthält, nur einen halbzahligen Gesamtdrehimpuls besitzen kann; wenn die Anzahl der Fermionen gerade ist, kann nur ein ganzzahliger Gesamtdrehimpuls entstehen. Der Spin bewirkt eine fundamentale und fixe Klassifizierung der Elementarteilchen in zwei Gruppen: Bosonen mit ganzzahligem Spin und Fermionen mit halbzahligem Spin. Somit resultiert aus der Addition von zwei halbzahligen Drehimpulsen ein ganzzahliger Drehimpuls, ähnlich wie bei der Addition von zwei ganzzahligen Drehimpulsen; hingegen führen die Kombination eines halbzahliges und eines ganzzahliges Drehimpulses zu einem halbzahligen Drehimpuls. Der Elektronenspin ermöglichte im Stern-Gerlach-Versuch den ersten direkten Nachweis der Quantelung der Richtung.
Wählt man für die beiden Basiszustände unterschiedliche Elementarteilchen — wie beispielsweise Proton und Neutron oder Elektron und Elektronneutrino, so bezeichnet man die physikalische Größe, die durch diese Auswahl definiert wird, als Isospin des entsprechenden Teilchens. In der physikalischen Umgangssprache wird auch bei vielen zusammengesetzten Teilchen und Quasiteilchen der Drehimpuls um den Schwerpunkt als Spin bezeichnet, beispielsweise bei Protonen, Neutronen, Atomkernen und Atomen. Ein System (das sowohl Bosonen als auch Fermionen enthält), weist exakt dann einen halbzahligen Gesamtdrehimpuls auf, wenn die Anzahl der Fermionen ungerade ist. Die Abweichung von dem Wert 2 beträgt lediglich 1 ‰ und wurde heutzutage bis auf 10 Dezimalstellen präzise gemessen — um zunächst diese Theorie zu prüfen und anschließend das vollständige Standardmodell zu testen. Zur gründlichen Untersuchung von paramagnetischen Stoffen werden die Effekte der magnetischen Elektronenspinresonanz genutzt.