Obrotowe przesunięcie częstości

Obrotowe przesunięcie częstości (ang. Rotational frequency shift) – w mechanice kwantowej efekt analogiczny do obrotowego efektu Dopplera, w którym fala elektromagnetyczna, spolaryzowana kołowo o częstości w układzie współrzędnych obracającym się i emitowana równolegle do osi rotacji układu, będzie miała częstość powiększona lub pomniejszoną o częstość obrotu układu w zależności od kierunku wzajemnej rotacji wektora elektrycznego i układu[1].

Polega na zmianie częstości emisji spontanicznej w układzie obracającym o częstość obrotu układu[2]. Wynika on z faktu, że moment pędu pola elektromagnetycznego w układzie obracającym się ma wkład do jego pseudoenergii. Jeśli częstość emisji spontanicznej w układzie obracającym się wynosi to częstość w układzie laboratoryjnym będzie wynosić gdzie to częstość obrotu układu.

Z powodu trudności budowania układów mechanicznych obracających się z częstościami radiowymi jest obserwowalny łatwo jedynie dla paczki trojańskiej[3] z elektronem wzbudzanym wewnętrznie jako źródłem promieniowania i obracającym się z częstością optyczną.

Ponieważ w układach kwantowomechanicznych o symetrii obrotowej jak atom wodoru stany kwantowe mają dobrze zdefiniowane dyskretne wartości momentu pędu i dlatego sąsiednie stany są z reguły w przybliżeniu zdegenerowane w układzie obracającym się i przesunięte dokładnie o tyle samo ile wynosi obrotowe przesunięcie częstości efekt ten jest zauważalny tylko w układach ze złamaniem tej symetrii, np. polem elektrycznym jak to ma miejsce w przypadku paczki trojańskiej.

Przypisy

edytuj
  1. Mashhoom, Bahram. Modification of the Doppler effect due to the helicity–rotation coupling. „Physical Letters A”. 306 (2–3), s. 66, 2002. DOI: 10.1016/S0375-9601(02)01537-2. Bibcode2002PhLA..306...66M. 
  2. Bialynicka-Birula, Zofia, Bialynicki-Birula, Iwo. Rotational frequency shift. „Physical Review Letters”. 78 (13), s. 2539, 1997. DOI: 10.1103/PhysRevLett.78.2539. Bibcode1997PhRvL..78.2539B. 
  3. Bialynicka-Birula, Zofia, Bialynicki-Birula, Iwo. Radiative decay of Trojan wave packets. „Physical Review A”. 56 (5), s. 3623, 1997. DOI: 10.1103/PhysRevA.56.3623. Bibcode1997PhRvA..56.3623B.