КВАНТОВЫЙ ПЕРЕХОД

характерный для квантовой системы (атома, молекулы, кристалла, атомного ядра, элементарной частицы) скачкообразный переход из одного состояния в другое, происходящий под влиянием какого-либо взаимодействия, присущего частицам данной системы. Наиболее важен случай К. п. между стационарными состояниями, соответствующими определенным значениям энергии системы [представление о К. п. для этого случая было введено Н. Бором (N. Bohr, 1913)]. К. п. между нестационарными состояниями могут быть описаны с помощью принципа суперпозиции состояний. В общем случае К. п. характеризуется амплитудой перехода (см. Рассеяния матрица); квадрат ее модуля определяет вероятность перехода. При любых К. п. выполняются точные законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, электрич. заряда и др. В К. п., происходящих за счет электромагнитного и сильного взаимодействий, выполняются законы сохранения пространственной четности, зарядовой четности, странности и др., к-рые могут нарушаться в переходах, происходящих благодаря слабому взаимодействию. К. п. между различными стационарными состояниями, сопровождающиеся испусканием или поглощением какой-либо частицы (напр., фотона в случае излучательных переходов), на схемах уровней энергии принято изображать вертикальными или наклонными линиями, соединяющими соответствующие уровни энергии системы, изображаемые горизонтальными линиями. Ниже рассматриваются К. п. в атомах и молекулах. Такие К. п. могут быть излучательными и безызлучательными. При излучательном К. п. система испускает (переход  ний, между к-рыми происходит К. п.) или поглощает (переход $\mathscr{E}_{k} \rightarrow \mathscr{E}_{i}$ ) квант электромагнитного излучения - фотон энергии $h v \equiv \hbar \omega=\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}$ ( $v$ или $\omega-$ обычная или круговая частота излучения). В зависимости от величины $\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}$ испускается или поглощается излучение в различных частотных диапазонах шкалы электромагнитных волн. Совокупность излучательных К. п. с верхних уровней энергии на нижние образует спектр испускания данной квантовой системы, а с нижних уровней на верхние - ее спектр поглощения. При безызлучательном К. п. система отдает или получает энергию при взаимодействии с другими системами. Вероятности К. п. в атомах и молекулах принято характеризовать средним числом переходов данного типа за единицу времени (1 c). Излучательные К. п. могут быть спонтанными («самопроизвольными»), не зависящими от внешних воздействий на квантовую систему и обусловленными ее взаимодействием с физич. вакуумом (спонтанное испускание фотона), и вынужденными (индуцированными), происходящими под действием внешнего электромагнитного излучения резонансной частоты $v=\left(\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}\right) / h$ (поглощение и вынужденное испускание фотона). Вероятности излучательных К. п. определяются коэффициентами Эйнштейна и могут быть рассчитаны методами квантовой электродинамики и квантовой механики. Как отмечалось, изменение энергии квантовой системы при безызлучательных К. п. происходит вследствие ее взаимодействия с другими квантовыми системами, напр. для молекулы газа при ее столкновении с другими молекулами, а для частицы в жидкости или в кристалле - при взаимодействии с ближайшим окружением. Помимо вынужденных безызлучательных К. п., сопровождающихся изменением энергии системы, возможны спонтанные безызлучательные К. п., при к-рых при заданной энергии происходит распад системы на части. Такие процессы возможны, если энергия системы больше энергии, необходимой для ее распада. М. А. Ельяшевич.

характерный для квантовой системы (атома, молекулы, кристалла, атомного ядра, элементарной частицы) скачкообразный переход из одного состояния в другое, происходящий под влиянием какого-либо взаимодействия, присущего частицам данной системы. Наиболее важен случай К. п. между стационарными состояниями, соответствующими определенным значениям энергии системы [представление о К. п. для этого случая было введено Н. Бором (N. Bohr, 1913)]. К. п. между нестационарными состояниями могут быть описаны с помощью принципа суперпозиции состояний. В общем случае К. п. характеризуется амплитудой перехода (см. Рассеяния матрица); квадрат ее модуля определяет вероятность перехода. При любых К. п. выполняются точные законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, электрич. заряда и др. В К. п., происходящих за счет электромагнитного и сильного взаимодействий, выполняются законы сохранения пространственной четности, зарядовой четности, странности и др., к-рые могут нарушаться в переходах, происходящих благодаря слабому взаимодействию. К. п. между различными стационарными состояниями, сопровождающиеся испусканием или поглощением какой-либо частицы (напр., фотона в случае излучательных переходов), на схемах уровней энергии принято изображать вертикальными или наклонными линиями, соединяющими соответствующие уровни энергии системы, изображаемые горизонтальными линиями. Ниже рассматриваются К. п. в атомах и молекулах. Такие К. п. могут быть излучательными и безызлучательными. При излучательном К. п. система испускает (переход  ний, между к-рыми происходит К. п.) или поглощает (переход $\mathscr{E}_{k} \rightarrow \mathscr{E}_{i}$ ) квант электромагнитного излучения - фотон энергии $h v \equiv \hbar \omega=\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}$ ( $v$ или $\omega-$ обычная или круговая частота излучения). В зависимости от величины $\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}$ испускается или поглощается излучение в различных частотных диапазонах шкалы электромагнитных волн. Совокупность излучательных К. п. с верхних уровней энергии на нижние образует спектр испускания данной квантовой системы, а с нижних уровней на верхние - ее спектр поглощения. При безызлучательном К. п. система отдает или получает энергию при взаимодействии с другими системами. Вероятности К. п. в атомах и молекулах принято характеризовать средним числом переходов данного типа за единицу времени (1 c). Излучательные К. п. могут быть спонтанными («самопроизвольными»), не зависящими от внешних воздействий на квантовую систему и обусловленными ее взаимодействием с физич. вакуумом (спонтанное испускание фотона), и вынужденными (индуцированными), происходящими под действием внешнего электромагнитного излучения резонансной частоты $v=\left(\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}\right) / h$ (поглощение и вынужденное испускание фотона). Вероятности излучательных К. п. определяются коэффициентами Эйнштейна и могут быть рассчитаны методами квантовой электродинамики и квантовой механики. Как отмечалось, изменение энергии квантовой системы при безызлучательных К. п. происходит вследствие ее взаимодействия с другими квантовыми системами, напр. для молекулы газа при ее столкновении с другими молекулами, а для частицы в жидкости или в кристалле - при взаимодействии с ближайшим окружением. Помимо вынужденных безызлучательных К. п., сопровождающихся изменением энергии системы, возможны спонтанные безызлучательные К. п., при к-рых при заданной энергии происходит распад системы на части. Такие процессы возможны, если энергия системы больше энергии, необходимой для ее распада. М. А. Ельяшевич.