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 ocurrencias de dobletes en la naturaleza surgen de la simetría rotacional ; el espín 1/2 está asociado con la representación fundamental del grupo de Lie SU(2) .
El término "doblete" se remonta a principios del siglo XIX, cuando se observó que ciertas líneas espectrales de un gas ionizado y excitado se dividirían en dos bajo la influencia de un fuerte campo magnético , en un efecto conocido como el efecto Zeeman anómalo . Tales líneas espectrales se observaron no solo en el laboratorio, sino también en observaciones espectroscópicas astronómicas , 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 dobletes en espectroscopia 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 Espín (física) para obtener más detalles.
Los dobletes siguen desempeñando un papel importante en la física. Por ejemplo, la tecnología sanitaria de la 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 produce en el rango de radiofrecuencia. Al aplicar un campo magnético y sintonizar cuidadosamente un transmisor de radiofrecuencia, los espines nucleares se invertirán y volverán a emitir radiación, en un efecto conocido como ciclo de Rabi . La fuerza y la frecuencia de las ondas de radio emitidas permiten medir la concentración de dichos núcleos. Otra posible aplicación 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 inferiores o dependen de metales nobles como Pt e Ir para emitir luz. [1]