If S๐“ and S๐“ are spin-1 operators in the z basis, what are the results if S๐“ (S๐“ + ฤง)(S๐“ - ฤง) and S๐“ (S๐“ + ฤง)(S๐“ - ฤง) are evaluated? The spin eigenstates and eigenvalues are known from experiment for a spin-1 system, and the spin-z and spin-x operators in the z basis, S๐“ and S๐“, have the following matrix representations: S๐“ โ‰ ฤง โŽ› 1 0 0 โŽž โŽœ 0 0 0 โŽŸ and โŽ 0 0 -1 โŽ  S๐“ โ‰ อŸฤงอŸ โŽ› 0 1 0 โŽž โˆš2 โŽœ 1 0 1 โŽŸ. โŽ 0 1 0 โŽ  Using the matrix representations, the expressions can be evaluated. For the spin-z operator, the expression S๐“ (S๐“ + ฤง)(S๐“ - ฤง) โ‰ ฤง โŽ› 1 0 0 โŽž โŽง ฤง โŽ› 1 0 0 โŽž ฤง โŽ› 1 0 0 โŽž โŽซ โŽง ฤง โŽ› 1 0 0 โŽž ฤง โŽ› 1 0 0 โŽž โŽซ โŽœ 0 0 0 โŽŸ โŽช โŽœ 0 0 0 โŽŸ + โŽœ 0 1 0 โŽŸ โŽช โŽช โŽœ 0 0 0 โŽŸ - โŽœ 0 1 0 โŽŸ โŽช, โŽ 0 0 -1 โŽ  โŽฉ โŽ 0 0 -1 โŽ  โŽ 0 0 1 โŽ  โŽญ โŽฉ โŽ 0 0 -1 โŽ  โŽ 0 0 1 โŽ  โŽญ which simplifies to the matrix multiplication operation, where ๐Ÿ˜ represents the 0 matrix, ฤง โŽ› 1 0 0 โŽž ฤง โŽ› 2 0 0 โŽž ฤง โŽ› 0 0 0 โŽž โŽœ 0 0 0 โŽŸ โŽœ 0 1 0 โŽŸ โŽœ 0 -1 0 โŽŸ = ๐Ÿ˜. โŽ 0 0 -1 โŽ  โŽ 0 0 0 โŽ  โŽ 0 0 0 โŽ  The multiplication operation apparently returns ๐Ÿ˜ because the third factor will nullify any terms besides center terms, and the first factor will nullify any center terms. Similarly, S๐“ (S๐“ + ฤง)(S๐“ - ฤง) โ‰ อŸฤงอŸ โŽ› 0 1 0 โŽž อŸฤงอŸ โŽ› โˆš2 1 0 โŽž อŸฤงอŸ โŽ› -โˆš2 1 0 โŽž โˆš2 โŽœ 1 0 1 โŽŸ โˆš2 โŽœ 1 โˆš2 1 โŽŸ โˆš2 โŽœ 1 -โˆš2 1 โŽŸ. โŽ 0 1 0 โŽ  โŽ 0 1 โˆš2 โŽ  โŽ 0 1 -โˆš2 โŽ  Performing the multiplication operation on the last two matrices returns the expression อŸฤงอŸยณอŸ โŽ› 0 1 0 โŽž โŽ› -1 0 1 โŽž 2โˆš2 โŽœ 1 0 1 โŽŸ โŽœ 0 0 0 โŽŸ = ๐Ÿ˜. โŽ 0 1 0 โŽ  โŽ 1 0 -1 โŽ  Because each pair of row and column in this matrix has alternating 0s and ยฑ1s, every multiplication operation will return 0. The second expression is therefore equivalent to the zero matrix ๐Ÿ˜.