量子跃迁

量子跃迁是量子系统（原子、分子、原子核）从一个量子态到另一个量子态，从一个能级到另一个能级的突然跃迁。 当系统吸收能量时，会过渡到更高的能级（激发）； 当系统失去能量时，会过渡到较低的能量水平。

这个概念是由尼尔斯·玻尔在他 1913 年的玻尔模型中提出的。

量子跃迁是量子系统特有的一种现象，将它们与经典系统区分开来，在经典系统中，任何跃迁都是逐渐进行的。 在量子力学中，这种跳跃与测量过程中量子力学系统的非单一演化有关。

量子跳跃可以伴随着光子的发射或吸收； 量子跳跃期间的能量转移也可以通过非辐射共振能量转移或与其他粒子的碰撞发生。

在现代物理学中，很少使用量子跃迁的概念； 通常，科学家们谈论量子态或能级之间的跃迁。

原子电子跃迁导致光子的发射或吸收。 他们的统计数据是泊松分布的，跳跃之间的时间呈指数分布。 阻尼时间常数（范围从纳秒到几秒）与谱线的自然展宽、压力展宽和场展宽有关。 电子跳跃的状态的能量分离越大，发射的光子的波长就越短。

在离子阱中，通过用两种不同频率的辐射来驱动电子跃迁来解决被俘获的离子，可以直接观察到量子跃迁。

这需要激发一个强跃迁和一个弱跃迁（在右图中分别表示为 ω {\displaystyle \omega } 12 和 ω {\displaystyle \omega } 13）。 电子能级，| 2 ⟩ {\displaystyle |2\rangle } ，寿命短，Γ {\displaystyle \Gamma } 2 允许以频率 ω {\displaystyle \omega } 12 持续发射光子，这可以 由相机和/或光电倍增管收集。 状态 | 3 ⟩ {\displaystyle |3\rangle } 具有相对较长的寿命 Γ {\displaystyle \Gamma } 3 当电子通过施加频率为 ω { \displaystyle \omega } 13. 离子变暗是对量子跃迁的直接观察。