Natürliche Linienbreite von hyperfeinen Übergängen

Ich beziehe mich auf diese Frage: Natürliche Linienbreite von Hyperfeinstufen?

Nehmen wir zum Beispiel Rubidium-85. Überall steht geschrieben, dass die D2-Linie eine Linienbreite von etwa 6 MHz hat. Aber die D2 "Linie", ein Übergang zwischen Feinstrukturebenen, ist im Grunde nur eine Zusammensetzung der darunter liegenden Hyperfeinlinien, die relativ zur D2-Linie um mehrere zehn MHz in der Frequenz verschoben sind.

Wie kann die D2-Linie eine Linienbreite von 6 MHz haben, wenn die darunter liegenden Hyperfeinlinien um mehr als 6 MHz verschoben sind? Meine einzige Erklärung wäre, dass sich die 6 MHz bereits auf die Hyperfeinlinien beziehen. Aber das würde bedeuten, dass sie alle die gleiche Linienbreite haben?

Was ist hier die Wahrheit?

Ja, ich würde immer noch gerne die Antwort darauf wissen.

Antworten (1)

Nun, nachdem ich einige kluge Leute gefragt und einige Artikel gelesen habe, kann ich hoffentlich eine zufriedenstellende Erklärung liefern:

Alle Hyperfein-Unterebenen ab einer bestimmten Feinstrukturebene teilen bis zu einer bestimmten Genauigkeit die gleiche Lebensdauer / Linienbreite. Sie sind nicht identisch, aber die Unterschiede sind für die meisten Anwendungen vernachlässigbar. Daher sagen die Leute, dass die D2-Leitung eine Linienbreite von 6 MHz hat.

Die Geschwindigkeit bestimmter Dipolübergänge wird in erster Ordnung durch das Dipolmatrixelement zwischen den entsprechenden elektronischen Gesamtdrehimpulsen bestimmt J .

Γ J J ' J | R | J ' 2 J ' + 1
Die hyperfeinen Übergänge der D2-Linie teilen die gleiche Änderung in J, nämlich 3 / 2 1 / 2 . Der einzige Unterschied zwischen den Hyperfine-Unterebenen mit unterschiedlichen F ab einer bestimmten Feinstrukturebene ist die Orientierung des Elektronenspins (oben oder unten), sie haben aber dennoch das Gleiche J und daher die gleiche Rate / Lebensdauer / Linienbreite.