Redigerer Singlett-tilstand

{{refforbedre|dato=2024}}
[[Fil:Spin multiplicity diagram.svg|miniatyr|Eksempler på atomer i singlett-, dublett- og triplett-tilstander.]]
En '''singlett-tilstand''' er i [[kvantemekanikk]] et system der alle [[elektron]]er er paret. Begrepet ''singlet'' betydde opprinnelig et koblet sett med partikler hvis netto vinkelmomentum er null, det vil si hvis totale spinnkvantenummer  <math>s = 0</math>. Som et resultat er det bare en [[spektrallinje]] i en singlett-tilstand. I kontrast inneholder en [[dublett-tilstand]] ett uparet elektron og viser splitting av spektrallinjer til en dublett; og en [[triplettt-ilstand]] har to uparrede elektroner og viser tredelt splitting av spektrallinjer.

== Historie ==
Singletter og de relaterte spinnkonseptene til dubletter og tripletter forekommer ofte i [[atomfysikk]] og [[kjernefysikk]], hvor man ofte trenger å bestemme det totale spinnet til en samling partikler. Siden den eneste observerte fundamentale partikkelen med null spinn er det ekstremt utilgjengelige [[Higgs-boson|Higgs-bosonet]], er singletter i hverdagsfysikken nødvendigvis sammensatt av sett med partikler hvis individuelle spinn er ikke-null, f.eks. ½ eller 1.

Opprinnelsen til begrepet "singlet" er at bundne kvantesystemer med null netto vinkelmoment sender ut [[Foton|fotoner]] innenfor en enkelt spektrallinje, i motsetning til doble linjer (dobbeltt-ilstand) eller trippellinjer (triplettt-ilstand).<ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/30076505|tittel=Introduction to quantum mechanics|etternavn=Griffiths|fornavn=David J.|dato=1995|utgiver=Prentice Hall|isbn=0-13-124405-1|utgivelsessted=Englewood Cliffs, N.J.|side=165|oclc=30076505}}</ref> Antall spektrallinjer <math>n</math> i denne singlet-terminologien et enkelt forhold til spinnkvantetallet:<math>n=2s+1</math> og <math>s=(n-1)/2</math>.

Singlet-terminologi brukes også for systemer hvis matematiske egenskaper er like eller identiske med vinkelmomentets spinntilstand, selv når tradisjonell spinn ikke er involvert. Spesielt ble konseptet isospin utviklet tidlig i partikkelfysikkens historie for å adressere de bemerkelsesverdige likhetene mellom [[Proton|protoner]] og [[Nøytron|nøytroner]]. Innenfor [[Atomkjerne|atomkjerner]] oppfører protoner og nøytroner seg på mange måter som om de var en enkelt type partikkel, [[Nukleon|nukleonet]], med to tilstander. Proton-nøytron-paret ble dermed analogt referert til som en dublett, og det antatte underliggende nukleonet ble tildelt et spinnlignende dublettkvantenummer <math>I_3 ={1 \over 2}</math> for å skille mellom disse to tilstandene. Dermed ble nøytronet et nukleon med isospin <math>I_3 (n)=-{1 \over 2}</math>, og protonet et nukleon med <math>I_3 (p) = + {1 \over 2}</math>. Isospin-dubletten deler spesielt den samme SU(2) matematiske strukturen som <math>s= {1 \over 2}</math> vinkelmoment dublett. Det bør nevnes at denne tidlige partikkelfysiske fokuset på nukleoner senere ble erstattet av den mer fundamentale [[kvark]]-modellen, der et proton eller nøytron tolkes som bundne systemer av tre kvarker. Isospin-analogien gjelder også for kvarker, og er kilden til navnene opp (som i "isospin opp") og ned (som i "isospin ned") for kvarkene som finnes i protoner og nøytroner.

Mens for vinkelmomenttilstander vil terminologien i singlett-stil sjelden brukes utover tripletter (spin=1), har den vist seg historisk nyttig for å beskrive mye større partikkelgrupper og undergrupper som deler visse funksjoner og skiller seg fra hverandre ved [[kvantetall]] utover spinn. Et eksempel på denne bredere bruken av singlet-stil terminologi er den ni-medlemmers "nonet" av de pseudoskalære mesonene.

== Matematisk ==
Partikler i singlett-tilstander trenger ikke å være lokalt bundet til hverandre. For eksempel, når spinntilstandene til to elektroner er korrelert med deres emisjon fra en enkelt kvantehendelse som bevarer vinkelmomentum, forblir de resulterende elektronene i en delt singletttilstand selv om deres separasjon i rommet øker uendelig over tid, forutsatt at deres vinkel momentumtilstander forblir uforstyrrede. Innen [[Dirac-formalisme|Dirac-formalismen]] beskrives bølgefunksjonen til et fermion i en singlett-tilstand som oftest slik:

<math>|\psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}(|\uparrow\downarrow\rangle - |\downarrow\uparrow\rangle)</math>

== Referanser ==
<references />
{{Kjemisk bindingsteori}}
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Kvantemekanikk]]