Formresonans
En formresonans är ett metastabilt tillstånd där en elektron fångas på grund av formen av en potentialbarriär. Altunata beskriver ett tillstånd som en formresonans om "systemets inre tillstånd förblir oförändrat vid sönderfall av den kvasibundna nivån." En mer allmän diskussion om resonanser och deras taxonomier i molekylära system kan hittas i översiktsartikeln av Schulz,; för upptäckten av Fano -resonanslinjeformen och för Majoranas banbrytande arbete på detta område av Antonio Bianconi; och för en matematisk granskning av Combes et al.
Kvantmekanik
Inom kvantmekaniken är en formresonans, i motsats till en Feshbach-resonans , en resonans som inte förvandlas till ett bundet tillstånd om kopplingen mellan vissa frihetsgrader och de frihetsgrader som är förknippade med fragmenteringen ( reaktionskoordinater ) sätts till noll. Enklare är den totala formresonansenergin mer än den separerade fragmentenergin. De praktiska konsekvenserna av denna skillnad för livstider och spektrala bredder nämns i verk som Zobel.
Besläktade termer inkluderar en speciell typ av formresonans, kärnexciterad formresonans och fällinducerad formresonans.
Naturligtvis i endimensionella system är resonanser formresonanser. I ett system med mer än en frihetsgrad är denna definition meningsfull endast om den separerbara modellen, som förutsätter att de två grupperna av frihetsgrader är frikopplade, är en meningsfull approximation. När kopplingen blir stor är situationen mycket mindre tydlig.
När det gäller atomära och molekylära elektroniska strukturproblem är det välkänt att self-consistent field (SCF) approximation är relevant åtminstone som utgångspunkt för mer utarbetade metoder. Slater -determinanterna byggda från SCF-orbitaler ( atomära eller molekylära orbitaler ) är formresonanser om bara en elektronisk övergång krävs för att sända ut en elektron .
Idag finns det en viss debatt om definitionen och till och med existensen av formresonans i vissa system som observerats med molekylär spektroskopi. Det har experimentellt observerats i de anjoniska utbytena från fotofragmentering av små molekyler för att ge detaljer om inre struktur.
Inom kärnfysik beskrivs konceptet "Shape Resonance" av Amos de-Shalit och Herman Feshbach i deras bok.
"Det är välkänt att spridningen från en potential visar karakteristiktoppar, som en funktion av energi, för sådana värden på E som gör att det integrala antalet våglängder ligger inom potentialen. De resulterande formresonanserna är ganska breda, och deras bredd är av storleksordningen ...."
Formresonanserna observerades runt åren 1949–54 i kärnspridningsexperiment. De indikerar breda asymmetriska toppar i spridningstvärsnittet av neutroner eller protoner spridda av kärnor. Namnet "formresonans" har introducerats för att beskriva det faktum att resonansen i potentialspridningen för energipartikeln E styrs av kärnans form. Faktum är att formresonansen uppstår där partikelns integrala antal våglängder ligger inom potentialen för kärnan med radie R. Därför har måttet på energierna för formresonanserna i neutronkärnans spridning använts under åren fr.o.m. 1947 till 1954 för att mäta kärnornas radier R med precisionen ±1×10 −13 cm som det kan ses i kapitlet "Elastiska tvärsnitt" i A Textbook in Nuclear Physics av RD Evans.
"Formresonanserna" diskuteras i allmänna inledande akademiska kurser i kvantmekanik inom ramen för potentiella spridningsfenomen.
Formresonanserna uppstår från kvantinterferensen mellan slutna och öppna spridningskanaler. Vid resonansenergin är ett kvasibundet tillstånd degenererat med ett kontinuum. Denna kvantinterferens i många kroppssystem har beskrivits med hjälp av kvantmekanik av Gregor Wentzel , för tolkningen av Auger-effekten, av Ettore Majorana för dissociationsprocesserna och kvasibundna tillstånd, av Ugo Fano för de atomära autojoniseringstillstånden i kontinuumet. av helium atomspektrum och av Victor Frederick Weisskopf . JM Blatt och Herman Feshbach för kärnkraftsspridningsexperiment.
Formresonanserna är relaterade till förekomsten av nästan stabila bundna tillstånd (det vill säga resonanser) för två objekt som dramatiskt påverkar hur dessa två objekt interagerar när deras totala energi är nära den för det bundna tillståndet. När objektens totala energi är nära resonansenergin samverkar de starkt, och deras spridningstvärsnitt blir mycket stort.
En speciell typ av "formresonans" förekommer i flerbands- eller tvåbands supraledande heterostrukturer vid atomgränsen som kallas superränder på grund av kvantinterferens av en första parningskanal i ett första brett band och en andra parningskanal i ett andra band där den kemiska potentialen är avstämd nära en Lifshitz-övergång vid bandkanten eller vid de topologiska elektroniska övergångarna av Fermi-yttypen "nack-kollaps" eller "neck-disrupting"