Un salto cuántico es la transición abrupta de un sistema cuántico ( átomo , molécula , núcleo atómico ) de un estado cuántico a otro, de un nivel energético a otro. Cuando el sistema absorbe energía, se produce una transición a un nivel de energía superior ( excitación ); cuando el sistema pierde energía, hay una transición a un nivel de energía más bajo.
El concepto fue introducido por Niels Bohr , en su modelo Bohr de 1913 .
Un salto cuántico es un fenómeno propio de los sistemas cuánticos y los distingue de los sistemas clásicos, donde las transiciones se realizan de forma gradual. En mecánica cuántica, tales saltos están asociados con la evolución no unitaria de un sistema mecánico cuántico durante la medición.
Un salto cuántico puede ir acompañado de la emisión o absorción de fotones ; La transferencia de energía durante un salto cuántico también puede ocurrir mediante transferencia de energía resonante no radiativa o en colisiones con otras partículas.
En la física moderna, el concepto de salto cuántico rara vez se utiliza; Por regla general, los científicos hablan de transiciones entre estados cuánticos o niveles de energía.
Las transiciones de electrones atómicos provocan la emisión o absorción de fotones . Sus estadísticas son poissonianas y el tiempo entre saltos se distribuye exponencialmente . [1] La constante de tiempo de amortiguación (que varía desde nanosegundos hasta unos pocos segundos) se relaciona con la ampliación natural, de presión y de campo de las líneas espectrales . Cuanto mayor es la separación de energía de los estados entre los que salta el electrón, más corta es la longitud de onda del fotón emitido.
En una trampa de iones , los saltos cuánticos se pueden observar directamente dirigiendo un ion atrapado con radiación a dos frecuencias diferentes para impulsar las transiciones de electrones. [2] Esto requiere que se excite una transición fuerte y una débil (indicadas como 12 y 13 respectivamente en la figura de la derecha). El nivel de energía del electrón, tiene una vida útil corta, 2 lo que permite la emisión constante de fotones a una frecuencia 12 que puede ser recolectada por una cámara y/o un tubo fotomultiplicador . El estado tiene una vida útil relativamente larga 3 , lo que provoca una interrupción de la emisión de fotones a medida que el electrón queda almacenado en el estado mediante la aplicación de luz con frecuencia 13. El ion que se oscurece es una observación directa de los saltos cuánticos.
