En mecánica cuántica , un doblete es un estado cuántico compuesto de un sistema con un espín efectivo de 1/2, de modo que hay dos valores permitidos del componente de espín, -1/2 y +1/2. Los sistemas cuánticos con dos estados posibles a veces se denominan sistemas de dos niveles . Esencialmente, todas las apariciones de dobletes en la naturaleza surgen de la simetría rotacional ; spin 1/2 está asociado con la representación fundamental del grupo de Lie SU (2) .
Historia y aplicaciones
El término "doblete" se remonta al siglo XIX, cuando se observó que ciertas líneas espectrales de un gas ionizado y excitado se dividían en dos bajo la influencia de un fuerte campo magnético , en un efecto conocido como efecto Zeeman anómalo . Estas líneas espectrales se observaron no solo en el laboratorio, sino también en observaciones de espectroscopía astronómica , lo que permitió a los astrónomos deducir la existencia y medir la fuerza de los campos magnéticos alrededor del sol, las estrellas y las galaxias. Por el contrario, fue la observación de los dobletes en espectroscopía lo que permitió a los físicos deducir que el electrón tenía un espín y que, además, la magnitud del espín tenía que ser 1/2. Consulte la sección de historia del artículo sobre giro (física) para obtener más detalles.
Los dobletes siguen desempeñando un papel importante en la física. Por ejemplo, la tecnología sanitaria de las imágenes por resonancia magnética se basa en la resonancia magnética nuclear . En esta tecnología, se produce un doblete espectroscópico en un núcleo atómico de espín-1/2 , cuya división del doblete se encuentra en el rango de radiofrecuencia. Al aplicar un campo magnético y sintonizar cuidadosamente un transmisor de radiofrecuencia, los espines nucleares se voltearán y volverán a emitir radiación, en un efecto conocido como el ciclo Rabi . La fuerza y frecuencia de las ondas de radio emitidas permite medir la concentración de dichos núcleos. Otra aplicación potencial es el uso de dobletes como capa emisora en diodos emisores de luz (LED). Estos materiales tienen la ventaja de tener una eficiencia cuántica teórica del 100% basada en estadísticas de espín, mientras que los sistemas singlete y triplete tienen eficiencias significativamente más bajas o dependen de metales nobles como Pt e Ir para emitir luz. [1]
Ver también
Referencias
- ^ Imran, Muhammad; Wehrmann, Caleb; Chen, Mark (2020). "Efectos de cáscara abierta sobre propiedades optoelectrónicas: transporte de carga antiambipolar y emisión de doblete Anti-Kasha de un bisfenalen N-sustituido". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 142 (1): 38–43. doi : 10.1021 / jacs.9b10677 . PMID 31854979 .
- IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " estado doblete ". doi : 10.1351 / goldbook.D01853.html