量子ジャンプ

量子ジャンプとは、量子システム（原子、分子、原子核）が、ある量子状態から別の量子状態へ、あるエネルギーレベルから別のエネルギーレベルへ突然遷移することです。システムがエネルギーを吸収すると、より高いエネルギーレベル（励起）に遷移します。システムがエネルギーを失うと、より低いエネルギーレベルに遷移します。

この概念は、ニールス・ボーアが 1913 年にボーアモデルで導入しました。

量子ジャンプは量子系に特有の現象であり、遷移が徐々に実行される古典系と区別されます。量子力学では、このようなジャンプは測定中の量子力学系の非ユニタリー進化と関連しています。

量子ジャンプは光子の放出または吸収を伴うことがあります。また、量子ジャンプ中のエネルギー移動は、非放射共鳴エネルギー移動または他の粒子との衝突によっても発生することがあります。

現代物理学では、量子ジャンプの概念はほとんど使われておらず、科学者は一般的に量子状態またはエネルギーレベル間の遷移について語ります。

原子電子遷移は光子の放出または吸収を引き起こす。その統計はポアソン分布であり、遷移間の時間は指数分布する。^[1]減衰時間定数（ナノ秒から数秒の範囲）は、スペクトル線の自然広がり、圧力広がり、および場広がりに関係している。電子が遷移する状態のエネルギー分離が大きいほど、放出される光子の 波長は短くなる。

イオントラップでは、捕捉されたイオンに2つの異なる周波数の放射線を照射して電子遷移を駆動することで、量子ジャンプを直接観察できます。^[2]これには、1つの強い遷移と1つの弱い遷移を励起する必要があります（右の図でそれぞれ₁₂と₁₃で示されています）。電子のエネルギーレベルは寿命が短い₂ため、周波数₁₂で光子を継続的に放出することができ、カメラや光電子増倍管で収集できます。状態 は寿命が比較的長い_{3ため、周波数13}の光を当てることで電子が状態に閉じ込められるため、光子の放出が中断されます。 イオンが暗くなるのは、量子ジャンプを直接観察したものです。 ${\displaystyle \omega}$${\displaystyle \omega}$${\displaystyle |2\rangle }$${\displaystyle \ガンマ}$${\displaystyle \omega}$${\displaystyle |3\rangle }$${\displaystyle \ガンマ}$${\displaystyle \omega}$

• 量子ジャンプはあるのでしょうか?
• 「量子ジャンプも粒子も存在しない！」HD Zeh著、Physics Letters A172、189（1993年）。
• グレイック、ジェームズ・グレイック (1986 年 10 月 21 日)。「物理学者、ついに量子ジャンプを目撃」。ニューヨーク タイムズ。ニューヨーク市。2013年 8 月 23 日閲覧。
• Der Quantensprung im Bohrschen Atommodell Frühe Quantenphysik
• Quantensprung Die zweifelhafte Karriere eines Fachausdrucks (ZEIT 1996)
• MB プレニオと PL ナイト、量子光学における散逸ダイナミクスへの量子ジャンプ アプローチ、vgl。オーチ Rev. Mod.物理学。70 101–144 (1998)。 (Beschreibung der Dynamik offener Systeme mittels Quantensprüngen)
• クォンテンスプルングの歴史、ゾンマーフェルトとアインシュタイン 1911