В атомной квантовой системе, обычно обсуждаемой в квантовой оптике, есть нечто, называемое темным состоянием . Темное состояние — это состояние квантовой системы, которое не испускает фотонов. Основное состояние также не излучает фотон. Следовательно, в чем разница между темным состоянием и основным состоянием?
Испускание или поглощение фотона зависит от ИЗМЕНЕНИЯ состояния электрона (или другой частицы).
Следовательно, частица испускает фотон при переходе из состояния в другое состояние с более низкой энергией. Он поглощает фотон при переходе в состояние с более высокой энергией. Энергия фотона равна разности энергий двух состояний.
Темное состояние не излучает и не поглощает фотон, обычно потому, что переходы из или в темное состояние запрещены (согласно правилам квантового отбора).
Следовательно, темное состояние невозможно наблюдать (обычными методами).
Основное состояние не может излучать фотон, поскольку это состояние с самой низкой энергией (поэтому переход к более низким энергиям невозможен), но оно явно может поглощать фотон, поэтому его можно «наблюдать».
Обратите внимание, что мы НЕ наблюдаем, НИКОГДА, «абсолютных энергий», но всегда наблюдаем переход энергии из одного состояния в другое (это верно и в классической механике). Обычно эталоном, установленным как НОЛЬ, является «уровень вакуума» (в основном свободная частица без взаимодействия).
Вот почему основное состояние электрона Водорода равно -13,6 эВ, т.е. вам нужен фотон с такой энергией, чтобы полностью освободить электрон от атома.
Таким образом, мы можем наблюдать основное состояние атома водорода (а также переходы в другие состояния).
Теперь, если у водорода было бы состояние между вакуумом и основным состоянием, где не допускается переход из основного состояния, это было бы темное состояние.