Stan dubletu
W mechanice kwantowej dublet jest złożonym stanem kwantowym układu o efektywnym spinie 1/2, takim, że istnieją dwie dozwolone wartości składowej spinowej, −1/2 i +1/2 . Systemy kwantowe z dwoma możliwymi stanami są czasami nazywane systemami dwupoziomowymi . Zasadniczo wszystkie wystąpienia dubletów w przyrodzie wynikają z symetrii obrotowej ; spin 1/2 jest powiązany z podstawową reprezentacją grupy Liego SU(2) .
Historia i zastosowania
Termin „dublet” pochodzi z XIX wieku, kiedy zaobserwowano, że pewne linie widmowe zjonizowanego, wzbudzonego gazu rozdzielają się na dwie części pod wpływem silnego pola magnetycznego , w efekcie znanym jako anomalny efekt Zeemana . Takie linie widmowe zaobserwowano nie tylko w laboratorium, ale także w spektroskopii astronomicznej , co pozwoliło astronomom wydedukować istnienie i zmierzyć siłę pól magnetycznych wokół Słońca, gwiazd i galaktyk. I odwrotnie, obserwacja dubletów w spektroskopii pozwoliła fizykom wywnioskować, że elektron ma spin, a ponadto wielkość spinu musi wynosić 1/2. Zobacz sekcję historii artykułu na temat spinu (fizyki), aby uzyskać więcej szczegółów.
Dublety nadal odgrywają ważną rolę w fizyce. Na przykład technologia obrazowania metodą rezonansu magnetycznego w służbie zdrowia opiera się na jądrowym rezonansie magnetycznym . W tej technologii dublet spektroskopowy występuje w jądrze atomowym o spinie 1/2 , którego rozszczepienie dubletu zachodzi w zakresie częstotliwości radiowych. Dzięki zastosowaniu zarówno pola magnetycznego, jak i starannemu dostrojeniu nadajnika o częstotliwości radiowej, spiny jądrowe odwrócą się i ponownie wyemitują promieniowanie, w efekcie znanym jako cykl Rabiego . Siła i częstotliwość emitowanych fal radiowych pozwala na pomiar koncentracji takich jąder. Innym potencjalnym zastosowaniem jest wykorzystanie dubletów jako warstwy emitującej w diodach elektroluminescencyjnych (LED). Materiały te mają tę zaletę, że mają 100% teoretyczną wydajność kwantową opartą na statystykach spinowych, podczas gdy systemy singletowe i trypletowe mają znacznie niższą wydajność lub polegają na emitowaniu światła przez metale szlachetne, takie jak Pt i Ir.
Zobacz też
- IUPAC , Kompendium terminologii chemicznej , wyd. („Złota księga”) (1997). Wersja poprawiona online: (2006–) „ stan dubletu ”. doi : 10.1351/goldbook.D01853.html