Дублетное состояние

В квантовой механике дублет — это составное квантовое состояние системы с эффективным спином 1/2, такое, что существует два разрешенных значения спиновой компоненты: −1/2 и +1/2. Квантовые системы с двумя возможными состояниями иногда называют двухуровневыми системами . По существу, все появления дублетов в природе возникают из- за вращательной симметрии ; спин 1/2 связан с фундаментальным представлением группы Ли SU(2) .

История и приложения

Термин «дублет» появился в начале 19 века, когда было замечено, что определенные спектральные линии ионизированного возбужденного газа расщепляются на две части под воздействием сильного магнитного поля , в результате эффекта, известного как аномальный эффект Зеемана . Такие спектральные линии наблюдались не только в лаборатории, но и в астрономических спектроскопических наблюдениях, что позволило астрономам сделать вывод о существовании и измерить силу магнитных полей вокруг Солнца, звезд и галактик. И наоборот, именно наблюдение дублетов в спектроскопии позволило физикам сделать вывод, что электрон имеет спин и, более того, величина спина должна быть равна 1/2. см. в разделе истории статьи о спине (физика) Более подробную информацию .

Дублеты продолжают играть важную роль в физике. Например, медицинская технология магнитно-резонансной томографии основана на ядерном магнитном резонансе . со спином 1/2 возникает спектроскопический дублет В этой технологии в атомном ядре , расщепление дублета которого происходит в радиочастотном диапазоне. Применяя магнитное поле и тщательно настраивая радиочастотный передатчик, ядерные спины переворачиваются и повторно излучают излучение в результате эффекта, известного как цикл Раби . Сила и частота излучаемых радиоволн позволяют измерить концентрацию таких ядер. Другое потенциальное применение — использование дублетов в качестве излучающего слоя в светоизлучающих диодах (СИД). Преимущество этих материалов состоит в том, что они имеют 100% теоретическую квантовую эффективность, основанную на статистике спина, тогда как синглетные и триплетные системы имеют значительно более низкую эффективность или используют благородные металлы, такие как Pt и Ir, для излучения света. ^[1]

См. также

Ссылки

^ Имран, Мухаммед; Верманн, Калеб; Чен, Марк (2020). «Влияние открытой оболочки на оптоэлектронные свойства: антиамбиполярный перенос заряда и эмиссия анти-каша-дуплета из N-замещенного бисфеналенила». Журнал Американского химического общества . 142 (1): 38–43. дои : 10.1021/jacs.9b10677 . ПМИД 31854979 . S2CID 209418125 .

ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Интернет-исправленная версия: (2006–) « Дублетное государство ». дои : 10.1351/goldbook.D01853.html

[1] Имран, Мухаммед; Верманн, Калеб; Чен, Марк (2020). «Влияние открытой оболочки на оптоэлектронные свойства: антиамбиполярный перенос заряда и эмиссия анти-каша-дуплета из N-замещенного бисфеналенила». Журнал Американского химического общества . 142 (1): 38–43. дои : 10.1021/jacs.9b10677 . ПМИД 31854979 . S2CID 209418125 .

[1]