kvanttiluvut

Kvanttiluvut (kvanttiluvut) ovat määrällisiä arvoja, jotka tunnistavat ja kuvaavat kvanttisysteemin tiloja. Ne ovat useimmiten obserevanien eli yhteensopivien havaittavien operaattoreiden eigenarvoja ja siten muodostavat "hyviä" kvanttilukuja, jotka pysyvät muuttumattomina järjestelmän ehdoissa. Kvanttiluvut ovat usein diskreettejä, mikä heijastaa järjestelmän symmetrioiden ja rajoitetun energian kvanttiluonteisuutta.

Yleisesti kvanttiluvut esiintyvät monissa systeemissä. Klassinen esimerkki on atomin elektronit: energian tilojen kuvaamiseen käytetään useita kvanttilukuja. Hydrogenoidissa atomissa tyypilliset kvanttiluvut ovat pääkvanttiluku n, which määrittää energian ja suurimmat etäisyydet ytimestä; pyöriäisliikkuvuuden kvanttiluku l (l = 0..n-1); magneettinen kvanttiluku m_l, joka voi olla -l..+l; sekä spinin kvanttiluku m_s, joka on ±1/2 elektronilla. Spin- ja orbitalikvanttiluvut voivat yhdistyä, jolloin saadaan kokonaispyörimisilmaisuja kuten j = l ± s ja niiden projektiot m_j.

Monikeskisessä atomissa ja relativistisissa malleissa käytetään lisäksi termiä ja kokonaissäätöä, kuten LS- tai jj-sidoksia. Näiden lisäksi elektronin tilaan voi liittyä kokonaislukuja seuraavista ilmentymistä: kokonaisluku J, sen projektiomäärä M_J ja usein myös L ja S terminnä. Muita kvanttilukuja esiintyy molekyyleissä (vrt. vibraatiokvantiluku v ja rotaatiokvantiluku J) sekä ytimien sisäisessä tasojärjestelmässä (I, m_I).

Kvanttiluvut ovat tärkeitä muun muassa spektroskopian, kemian elektronikonfiguraation, sääntöjen ja näennäisten degeneraatioiden ymmärtämisessä. Ne voivat olla sekä kokonais- että puoli-integriä arvoja, ja niiden ratkaiseminen perustuu järjestelmän symmetrioihin ja ratkaistaviin Schrödingerin yhtälöihin.