singlett-tilstand

Et system som befinner seg i en kvantemekanisk singlett-tilstand vil ha et totalt kvantetall s for spinn som er lik null. Begrepet brukes ofte om tilstander i atomer eller molekyler hvor to elektroner har motsatt rettede spinn. I et slikt tilfelle beskrives elektronene med en kvantemekanisk bølgefunksjon:

ψ(1,2) = ↑₁↓₂ – ↓₁↑_2.

Betydningen av denne bølgefunksjonen er at systemet befinner seg i en superposisjon av tilstandene ↑₁↓₂ og ↓₁↑₂. Tilstanden ↓₁↑₂ betyr at det første elektronet har spinn-ned mens det andre elektronet har spinn-opp.

Motsatte spinn er likevel ikke ensbetydende med en singlett-tilstand. To elektroner med motsatte spinn kan også befinne seg i en triplett-tilstand som beskrives med en kvantemekanisk bølgefunksjon:

ψ(1,2) = ↑₁↓₂ + ↓₁↑₂.

I dette tilfellet har systemet et endelig spinn-kvantetall, men null komponent av dette spinnet langs den såkalte kvantiseringsaksen til systemet.

Begrepet singlett-tilstand kan også generaliseres til andre kvantetall som ikke er spinn-relaterte. Et eksempel på dette er at protoner og nøytroner er «farge»-singletter. Kvarkene som er byggesteiner for disse partiklene, er bærere av et kvantetall som kalles «farge». Dette kvantetallet har ingenting med optisk farge å gjøre, men er bare et navn på dette kvantetallet. Da fargeladningene til kvarkene er ordnet slik at protonet ikke har noen total fargeladning, sier man at protonet er en «farge«-singlett.

• kvantetall
• kvarker
• spinn