Stan podstawowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Stan podstawowy – w mechanice kwantowej stan układu kwantowego charakteryzujący się najmniejszą energią.

Każdy układ w mechanice kwantowej opisywany jest w przestrzeni Hilberta hermitowskim operatorem energii – hamiltonianem. Równanie własne hamiltonianu:

H \Psi=E\Psi\,

zwane równaniem Schrödingera jest równaniem na stany układu, które są niezmiennicze w czasie. Równanie to ma główne zastosowanie dla układów izolowanych (tzn. takich, które nie oddziałują z otoczeniem). Każdy stan własny jest niezmienniczy w czasie, jednakże stan podstawowy jest spośród nich wyróżniony przez to, że ma najmniejszą energię. W fizyce atomowej, gdzie rozpatruje się formalizm elektrodynamiki kwantowej, okazuje się, że stany o wyższych energiach oddziałują z próżnią i są opróżniane (następuje rozpad do stanów o niższej energii) zgodnie z przybliżoną zależnością czasową (podobieństwo do rozpadu promieniotwórczego jedynie matematyczne):

P(t)=P_0\exp(-\Gamma t)\,

gdzie

P(t) jest prawdopodobieństwem tego, że stan wzbudzony jest obsadzony po czasie t,
P_0 jest prawdopodobieństwem obsadzenia w chwili początkowej,
\Gamma jest pewną stałą związaną z siłą oddziaływania.

W przypadku stanu podstawowego \Gamma wynosi 0.