Concept issu du domaine de la mécanique quantique, le spin est une propriété des particules qui n’a pas d’équivalent direct dans l’expérience quotidienne. Depuis le début du XXe siècle, les chercheurs ont appris à le manipuler délibérément au moyen d'impulsions électromagnétiques de forme précise. Cela a donné naissance à deux technologies aujourd'hui répandues : l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est courante dans les hôpitaux et la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) est utilisée pour déterminer les structures des protéines et développer de nouveaux médicaments. Le cadre mathématique de la théorie du contrôle optimal peut être utilisé pour améliorer ces technologies.