Кіріспе
Кванттық механикада жүйенің (мысалы, атом, молекула немесе ядро) қозу күйі – жүйенің ең төменгі мүмкін энергиясынан артық энергияға ие кез келген кванттық күйі (яғни, абсолюттік минимумнан жоғары энергия). Қозу – энергия деңгейінің белгілі бір бастапқы нүктеден жоғарылауы, әдетте негізгі күйден, бірақ кейде бұрыннан қозу күйінен де болуы мүмкін. Бөлшектер тобының температурасы қозу деңгейін көрсетеді (теріс температура көрсететін жүйелерден басқа). Қозу күйіндегі жүйенің өмір сүру ұзақтығы көбінесе қысқа болады: жүйе қозу күйіне көтерілгеннен кейін көп ұзамай энергия квантының (мысалы, фотон немесе фонон) спонтанды немесе шақырылған эмиссиясы орын алып, жүйені төменгі энергиялы күйге қайтарады (аз қозу күйіне немесе негізгі күйге). Бұл төменгі энергия деңгейіне оралу жиі ыдырау деп аталады және қозудың кері процесі болып табылады. Ұзақ өмір сүретін қозу күйлері көбінесе метастабильді деп аталады. Ұзақ өмір сүретін ядролық изомерлер және синглеттік оттегі – осыған екі мысал.
In quantum mechanics, an excited state of a system (such as an atom, molecule or nucleus) is any quantum state of the system that has a higher energy than the ground state (that is, more energy than the absolute minimum). Excitation refers to an increase in energy level above a chosen starting point, usually the ground state, but sometimes an already excited state. The temperature of a group of particles is indicative of the level of excitation (with the notable exception of systems that exhibit negative temperature). The lifetime of a system in an excited state is usually short: spontaneous or induced emission of a quantum of energy (such as a photon or a phonon) usually occurs shortly after the system is promoted to the excited state, returning the system to a state with lower energy (a less excited state or the ground state). This return to a lower energy level is often loosely described as decay and is the inverse of excitation. Long lived excited states are often called metastable. Long lived nuclear isomers and singlet oxygen are two examples of this.
Атомдық қозу
Атомдарды жылу, электр энергиясы немесе жарық арқылы қоздыруға болады. Сутек атомы осы ұғымның қарапайым мысалы болып табылады. Сутек атомының негізгі күйінде атомның жалғыз электроны ең төменгі орбитальде орналасады (яғни, шар тәрізді симметриялық "1s" толқындық функциясы, ол, бүгінгі күнге дейін, ең төменгі кванттық сандарға ие екені дәлелденді). Атомға қосымша энергия беру арқылы (мысалы, сәйкес энергиясы бар фотонды сіңіру арқылы) электрон қозған күйге (бір немесе бірнеше кванттық саны ең төменгі мүмкіндіктен жоғары) өтеді. Электрон екі күйдің арасында өте жылдам ауысқанда, ол екі күйдің суперпозициясында болады. Егер фотонның энергиясы тым жоғары болса, электрон атоммен байланысын үзеді және атом иондалады. Қозғаннан кейін атом негізгі күйіне немесе төменгі қозған күйіне фотон шығару арқылы қайта оралуы мүмкін, фотонның энергиясы ерекшеленеді. Әртүрлі қозған күйдегі атомдардан фотондардың шығуы электромагниттік спектрге әкеледі, онда ерекше шығарылым сызықтарының тізімі көрсетіледі (соның ішінде сутек атомы үшін Лайман, Балмер, Пашен және Брэкет қатарлары). Жоғары қозған күйдегі атом Ридберг атомы деп аталады. Жоғары қозған атомдар жүйесі ұзақ өмір сүретін конденсацияланған қозған күйді, Ридберг материясын құрастыра алады.
Қиындықты газды қоздыру
Газ құрайтын молекулалар жиынтығы, егер бір немесе бірнеше молекула кинетикалық энергия деңгейіне көтеріліп, нәтижедегі жылдамдық таралуы тепе-теңдік Болцман таралуынан ауытқыса, қозған күйде деп есептелуі мүмкін. Бұл құбылыс екі өлшемді газ жағдайында жан-жақты зерттелді, тепе-теңдікке оралуға кеткен уақыт талданды.
Эмоционалды күйлерді есептеу
Қозған күйлер көбінесе жұпталған кластер, Мёллер — Плессе бұзылу теориясы, көп конфигурациялық өзіндік сәйкес өріс, конфигурациялық өзара әрекеттесу және уақытқа тәуелді тығыздық функционалдық теориясы қолданылып есептеледі.
Қатты күйдегі сіңіру
Бір жүйенің (атомның немесе молекуланың) фотонды жұтып алу арқылы бір қозған күйден жоғары энергиялы қозған күйге өтуі қозған күйдегі сіңіру (ESA) деп аталады. Қозған күйдегі сіңіру тек электрон негізгі күйден төменгі қозған күйге өткен кезде ғана мүмкін болады. Қозған күйдегі сіңіру көбінесе қажетсіз эффекті болып табылады, бірақ ол жоғарылату сорғысымен жұмыс істеуде пайдалы болуы мүмкін. Қозған күйдегі сіңіруді өлшеу үшін флэш-фотолиз сияқты сорғы-проб әдістері қолданылады. Дегенмен, оларды негізгі күйдегі сіңіруге қарағанда өлшеу қиын, және кейбір жағдайларда қозған күйдегі сіңіруді өлшеу үшін негізгі күйді толығымен ағарту қажет.
Реакция
Қозған күйдің пайда болуының тағы бір салдары – фотохимиядағыдай, атомның немесе молекуланың қозған күйде реакцияға түсуі мүмкін.