Emisión espontánea

Si el átomo se encuentra en un estado excitado caracterizado por la energía E1, puede decaer espontáneamente al estado fundamental, caracterizado por la energía E0, tras un período muy breve, que dependerá de lo probable que sea el tránsito.

En la relajación no radiativa, la energía se absorbe en forma de fonones, implicados en el calor.

Los estados meta-estables presentan características muy interesantes para que sean usados en la construcción de láseres.

De manera especial, si los electrones decaen lentamente desde estos estados, los electrones pueden ser promocionados a estados superiores sin demasiada pérdida y la emisión, ahora estimulada, se puede utilizar para generar una señal óptica.

Para explicar este tipo de transiciones, la mecánica cuántica debe ampliarse a una teoría de estados cuantizados en la que el campo electromagnético está, además, cuantizado en cada punto del espacio.

Es decir, el campo electromagnético presenta un número de grados de libertad extraordinariamente más grande que el número que puede darse en los estados electrónicos.

Este número gigantesco corresponde a todas las direcciones posibles en las que el fotón puede moverse.