Атомный электронный переход
Атомный электронный переход — это переход (или скачок) электрона с одного энергетического уровня на другой внутри атома [1] или искусственного атома . [2] Это кажется прерывистым, когда электрон «прыгает» с одного квантованного энергетического уровня на другой, обычно за несколько наносекунд или меньше. Он также известен как электронное (де-)возбуждение , или атомный переход , или квантовый скачок .
Электронные переходы вызывают испускание или поглощение электромагнитного излучения в виде квантованных единиц, называемых фотонами . Их статистика пуассоновская , а время между скачками распределено экспоненциально . [3] Постоянная времени затухания (которая находится в диапазоне от наносекунд до нескольких секунд) относится к естественному уширению спектральных линий , давлению и полю . Чем больше энергетическое разделение состояний, между которыми перескакивает электрон, тем короче длина волны испускаемого фотона. [4]
Датский физик Нильс Бор впервые предположил, что электроны могут совершать квантовые скачки в 1913 году. [5] Вскоре после этого Джеймс Франк и Густав Людвиг Герц экспериментально доказали, что атомы имеют квантованные энергетические состояния. [6]
Наблюдаемость квантовых скачков была предсказана Гансом Демельтом в 1975 г., а впервые они наблюдались с использованием захваченных ионов ртути в NIST в 1986 г. [4]
В 2019 году в эксперименте со сверхпроводящим искусственным атомом , состоящим из двух сильно гибридизованных трансмоновых кубитов , помещенных внутрь считывающего резонатора при температуре 15 м К , было продемонстрировано , что эволюция некоторых скачков является непрерывной, когерентной, детерминированной и обратимой. [7] С другой стороны, другие квантовые скачки по своей природе непредсказуемы. [8]
