Defecto cuántico

Este artigo precisa de máis fontes ou referencias que aparezan nunha publicación acreditada que poidan verificar o seu contido, como libros ou outras publicacións especializadas no tema. Por favor, axude mellorando este artigo. (Desde decembro de 2017.)

A expresión defecto cuántico e moi ambigua, tendo unha pluralidade de significados. O característico do defecto é que se refire a unha perda ou debilitamento na escala enerxética da luz: a do cuanto.

Na ciencia láser, o termo defecto cuántico fai referencia ao feito de que a enerxía do fotón bombeado é xeralmente máis alta que a do fotón sinal (fotón da radiación de saída). A diferenza de enerxía vaise en calor; esta calor pode levar o exceso de entropía liberado co bombeo incoherente multimodal.

O defecto cuántico dun láser pódese definir como a parte da enerxía do fotón bombeado, que se perde (non se converte en fotóns na lonxitude de onda laserada) na ganancia media da laserada.^[1] Tendo como frecuencia determinada ${\displaystyle ~\omega _{\rm {p}}~}$ do bombeo, e a frecuencia ${\displaystyle ~\omega _{\rm {s}}~}$ da laserada, o defecto cuántico resulta ser ${\displaystyle ~q=\hbar \omega _{\rm {p}}-\hbar \omega _{\rm {s}}~}$. Como o defecto cuántico ten unha dimensión enerxética; para unha operatividade eficiente, a temperatura da ganancia media (medida en unidades de enerxía) debe ser pequena comparada co defecto cuántico.

Cunha frecuencia fixa de bombeo, maior resulta o defecto cuántico, e menor a cota superior para a eficiencia enerxética.

O defecto cuántico do átomo de Rydberg refírese á corrección a aplicar nas ecuacións que gobernan o átomo de Rydberg para ter en conta o feito de que algúns electróns internos non teñen apantallada a súa carga asociada no núcleo.^[2]

O potencial ideal 1/r no átomo de hidróxeno conduce a enerxía de enlace do electrón, dada pola fórmula

${\displaystyle E_{\text{B}}=-{\dfrac {Rhc}{n^{2}}}}$,

onde R é a constante de Rydberg, h é a constante de Planck, c é a velocidade da luz, e n é o número cuántico principal.

Para átomos con múltiples electróns en estados de Rydberg cun valor baixo do momento angular orbital, existe unha alta probabilidade de atopar un electrón excitado próximo ao núcleo, onde pódese polarizar ou incluso penetrar no núcleo inonizado, modificando o potencial. O resultado do cambio nos niveis de enerxía represéntase matematicamente como un momento angular dependente do defecto cuántico, δ_l:

${\displaystyle E_{\text{B}}=-{\dfrac {Rhc}{(n-\delta _{l})^{2}}}}$.

• Fórmula de Rydberg
• Constante de Rydberg