Multiplicitatea spinului
Multiplicitatea de spin este numărul de stări de energie degenerate care sunt create în situații în care un sistem cuantic prezintă mai multe valori posibile ale componentei S z a vectorului de spin într-o direcție fixă de-a lungul căreia se face măsurarea.
Deoarece măsura acestei componente este singura dată pe spin care poate fi obținută experimental și întrucât apare întotdeauna în multipli întregi ai lui ħ / 2 sau a constantei Planck împărțită la 4 π , este indicată prin m s ħ unde m s este întreg sau pe jumătate întreg.
Caracteristici
Valoarea maximă care poate fi asumată de m s se numește S și caracterizează modulul vectorului de spin care de fapt este egal cu rădăcina pătrată a lui S ( S +1) ħ 2 și acest lucru poate fi dedus prin construirea matematică a operatorilor adecvați numiți scară, sau creștere și coborâre, într-un mod generic pentru orice moment unghiular cuantificat , adică s-a dovedit că operatorul de spin Ŝ 2 are valoarea proprie S ( S +1) ħ 2 .
Dacă ne limităm la stări de particule simple , multiplicitatea este 2 S + 1, ceea ce este impar pentru bosoni și chiar pentru fermioni .
Dacă avem particule identice, atunci nu putem considera rotirea unei particule ca un număr cuantic bun, iar degenerarea spinului depinde de rotirea totală a sistemului. Pentru a calcula rotirea totală, trebuie utilizată teorema compoziției momentului unghiular .
Iată un tabel cu posibile valori de multiplicitate a spinului pentru electroni . Fiecare stare degenerată corespunde unei posibile valori proprii a operatorului de proiecție de rotire de-a lungul unei direcții arbitrare. În mod tradițional, z indică această direcție. Este important să subliniem că valorile posibile nu corespund unui număr precis de electroni, dar pot fi asociate cu configurații diferite. De exemplu, starea de bază a heliului este formată din cei doi electroni din orbitalul 1s cu rotire opusă și, prin urmare, este o singletă; dacă unul dintre electroni este excitat la nivelul 2s, constrângerea de pe spin cade și cei doi electroni pot forma atât o singletă dacă rotirile rămân opuse, cât și un triplet dacă rotirile își asumă aceeași direcție. (în realitate, pentru prima regulă de selecție a rotirii nu este posibil să existe tranziții de la singlet la triplet și invers, adică după excitație rotirea nu se schimbă. [1]
| Stat | S. | Multiplicitatea spinului | Valorile posibile ale m s = S z / ħ |
| Singlet | 0 | 1 | 0 |
| Dublet | 1/2 | 2 | ± ½ |
| Triplet | 1 | 3 | 0, ± 1 |
| Cvadruplet | 3/2 | 4 | ± 1/2, ± 3/2 |
| ... | ... | ... | ... |
| (2S + 1) -plet | S. | 2 S + 1 | S , S -1, ..., - S +1, - S |
Singlet de atomi de rubidiu
La 27 septembrie 2014, un grup de fizicieni a anunțat că au creat o singură rotativă cu cel puțin 500.000 de atomi de rubidiu răcite la o temperatură de 20 de milionimi de kelvin folosind corelația cuantică [2] .
Notă
- ^ Peter Atkins și Duward F. Shriver, capitolul 3 , în chimie anorganică , ediția a V-a ..
- ^ O nouă stare a materiei creată cu încurcarea cuantică , în „Științele” , 27 septembrie 2014. Adus pe 27 septembrie 2014 .
Elemente conexe
linkuri externe
- ( RO ) IUPAC Gold Book, „multiplicity (spin multiplicity)” , pe goldbook.iupac.org .
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4170736-9 |
|---|
