Tilansiirtymäfunktioiden

Tilansiirtymäfysiikka, tunnetaan myös nimellä *tilansiirtymä*, on kvanttimekaniikan ja fysiikan ilmiö, jossa kvanttihiukkanen siirtyy yhdestä kvanttiluvusta tai energiatilasta toiseen. Tämä tapahtuu yleensä, kun hiukkanen absorboi tai emittoi fotonin, joka vastaa kahden tilan energian erotusta. Tilansiirtymä on perusilmiö esimerkiksi spektroskopian, lasereiden ja valoelektroniikan alalla.

Tilansiirtymät jaetaan pääasiassa kolmeen kategoriaan: sallitut, kiellettyjä ja vibraatiotilansiirtymät. Sallitut tilansiirtymät tapahtuvat, kun hiukkasen spin ja momentti muuttuvat sallitulla tavalla, kun taas kiellettyjä tilansiirtymä vaatii spin- tai momentin muutoksen, joka on vähemmän todennäköinen. Vibraatiotilansiirtymät liittyvät molekyylien tai kiinteiden aineiden sisäisiin vibraatioihin.

Tilansiirtymäfysiikkaa tutkitaan usein spektroskopian avulla, jossa tutkitaan, mitkä aallonpituudet tai energiat absorboituvat tai emittoidaan. Esimerkiksi atomien elektronien tilansiirtymät näkyvät valon spektreissä, joissa näkyvät erilliset viivat tai nauhat. Lasereissa tilansiirtymät ovat keskeisiä, sillä niissä käytetään erityisiä aineita, jotka tuottavat valoa tietyn aallonpituuden tilansiirtymien kautta.

Tilansiirtymäfysiikka on myös tärkeä optoelektroniikassa, kuten valoantureissa ja valodiodeissa, joissa elektronien siirtyminen eri energiatiloissa tuottaa tai absorboi valoa. Ymmärrys tilansiirtymistä on myös keskeinen kvanttitietokoneiden ja kvanttioptisten sovellusten kehityksessä.