Введение

Квантовое состояние системы

В квантовой механике триплетное состояние, или спиновый триплет, – это квантовое состояние объекта, такого как электрон, атом или молекула, обладающего квантовым спином S = 1. Оно имеет три допустимых значения проекции спина вдоль данной оси: mS = −1, 0 или +1, что и дало название "триплет". Спин, в контексте квантовой механики, – это не механическое вращение, а более абстрактная концепция, характеризующая собственный угловой момент частицы. Он особенно важен для систем атомных масштабов, таких как отдельные атомы, протоны или электроны. Триплетное состояние возникает, когда спины двух неспаренных электронов, каждый из которых имеет спин s = 1/2, выравниваются, давая S = 1, в отличие от более распространенного случая, когда спины двух электронов ориентированы противоположно, давая S = 0, – спин синглет. Большинство молекул, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, существуют в синглетном состоянии, поскольку все их электроны спарены, однако молекулярный кислород является исключением. При комнатной температуре O2 существует в триплетном состоянии, которое может вступать в химическую реакцию только посредством запрещенного перехода в синглетное состояние. Это делает его кинетически неактивным, несмотря на то, что он является одним из сильнейших окислителей. Фотохимическая или термическая активация может перевести его в синглетное состояние, что делает его сильным окислителем как кинетически, так и термодинамически. TOC

Математическая точка зрения

С точки зрения теории представлений, произошло следующее: два сопряженных двухмерных спиновых представления спиновой группы SU(2) = Spin(3) (рассматриваемой как подгруппа трехмерной алгебры Клиффорда) были тензорно перемножены, что привело к образованию четырехмерного представления. Это четырехмерное представление редуцируется к обычной ортогональной группе SO(3), и, следовательно, его объекты являются тензорами, спин которых соответствует целочисленности. Четырехмерное представление раскладывается в сумму одномерного тривиального представления (синглет, скаляр, спин ноль) и трехмерного представления (триплет, спин 1), которое является стандартным представлением SO(3). Таким образом, "три" в триплете можно отождествить с тремя осями вращения физического пространства.