kvanttispektroskopia

Kvanttispektroskopia on fysiikan ala, joka tutkii aineen ja säteilyn välistä vuorovaikutusta kvanttimekaniikan periaatteiden avulla. Se perustuu siihen, että atomit ja molekyylit voivat absorboida ja emittoida energiaa vain tietyillä diskreeteillä kvantittuneilla energiatasoilla. Kun aine altistetaan sähkömagneettiselle säteilylle, kuten valolle, tietyt aallonpituudet absorboituvat tai emittoituvat riippuen aineen elektronien ja molekyylien värähtelytilojen energiatasoista.

Spektroskopia-menetelmät analysoivat tätä absorptiota tai emissiota, jolloin saadaan aikaan spektri. Spektri on graafinen esitys säteilyn intensiteetistä aallonpituuden tai taajuuden funktiona. Jokaisella alkuaineella ja molekyylillä on ainutlaatuinen spektri, joka toimii sen "sormenjälkenä". Tästä syystä kvanttispektroskopia on erittäin hyödyllinen työkalu aineen koostumuksen, rakenteen ja ominaisuuksien tunnistamisessa ja määrittämisessä.

Erilaisia kvanttispektroskopian menetelmiä ovat esimerkiksi atomiabsorptiospektroskopia (AAS), atomiemissiospektroskopia (AES), infrapunaspektroskopia (IR), Raman-spektroskopia ja ultravioletti-näkyvä spektroskopia (UV-Vis). Nämä tekniikat soveltuvat monenlaisiin tutkimusalueisiin, kuten kemialliseen analyysiin, materiaalitieteeseen, tähtitieteeseen ja lääketieteelliseen diagnostiikkaan. Kvanttispektroskopian avulla voidaan esimerkiksi tunnistaa tuntemattomia aineita, tutkia kemiallisia reaktioita reaaliaikaisesti ja selvittää molekyylien kolmiulotteisia rakenteita.