Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
В квантовой механике дублет — это составное квантовое состояние системы с эффективным спином 1/2, для которой существуют два допустимых значения компоненты спина: −1/2 и +1/2. Квантовые системы с двумя возможными состояниями иногда называют двухуровневыми системами. Практически все случаи возникновения дублетов в природе обусловлены вращательной симметрией; спин 1/2 связан с фундаментальным представлением группы Ли SU(2).
In quantum mechanics, a doublet is a composite quantum state of a system with an effective spin of 1/2, such that there are two allowed values of the spin component, −1/2 and +1/2. Quantum systems with two possible states are sometimes called two level systems. Essentially all occurrences of doublets in nature arise from rotational symmetry; spin 1/2 is associated with the fundamental representation of the Lie group SU(2).
История и применение
Термин "дублет" восходит к XIX веку, когда было замечено, что определённые спектральные линии ионизированного, возбуждённого газа расщепляются на две компоненты под воздействием сильного магнитного поля, в эффекте, известном как аномальный эффект Зеемана. Такие спектральные линии наблюдались не только в лабораторных условиях, но и в астрономической спектроскопии, что позволило астрономам установить существование и измерить силу магнитных полей вокруг Солнца, звёзд и галактик. В свою очередь, именно наблюдение дублетов в спектроскопии позволило физикам сделать вывод о наличии у электрона спина, и что величина этого спина равна 1/2. Более подробную информацию можно найти в разделе "История" статьи "Спин (физика)". Дублеты продолжают играть важную роль в физике. Например, технология магнитно-резонансной томографии, используемая в медицине, основана на ядерном магнитном резонансе. В этой технологии спектроскопический дублет возникает в атомном ядре со спином 1/2, при этом расщепление дублета находится в радиочастотном диапазоне. При приложении магнитного поля и точной настройке радиочастотного передатчика ядерные спины изменяют своё направление и переизлучают энергию в процессе, известном как цикл Раби. Интенсивность и частота излучаемых радиоволн позволяют измерять концентрацию этих ядер. Другим потенциальным применением является использование дублетов в качестве излучающего слоя в светодиодах (LED). Эти материалы обладают преимуществом в виде теоретической квантовой эффективности, равной 100%, основанной на спиновой статистике, в то время как синглетные и триплетные системы имеют значительно более низкую эффективность или требуют использования благородных металлов, таких как Pt и Ir, для излучения света.
The term "doublet" dates back to the 19th century, when it was observed that certain spectral lines of an ionized, excited gas would split into two under the influence of a strong magnetic field, in an effect known as the anomalous Zeeman effect. Such spectral lines were observed not only in the laboratory, but also in astronomical spectroscopy observations, allowing astronomers to deduce the existence of, and measure the strength of magnetic fields around the Sun, stars and galaxies. Conversely, it was the observation of doublets in spectroscopy that allowed physicists to deduce that the electron had a spin, and that furthermore, the magnitude of the spin had to be 1/2. See the history section of the article on Spin (physics) for greater detail. Doublets continue to play an important role in physics. For example, the healthcare technology of magnetic resonance imaging is based on nuclear magnetic resonance. In this technology, a spectroscopic doublet occurs in a spin 1/2 atomic nucleus, whose doublet splitting is in the radio frequency range. By applying both a magnetic field and carefully tuning a radio frequency transmitter, the nuclear spins will flip and re emit radiation, in an effect known as the Rabi cycle. The strength and frequency of the emitted radio waves allows the concentration of such nuclei to be measured. Another potential application is the use of doublets as the emitting layer in light emitting diodes (LEDs). These materials have the advantage of having 100% theoretical quantum efficiency based on spin statistics whereas singlet systems and triplet systems have significantly lower efficiencies or rely on noble metals such as Pt and Ir to emit light.