قاعدة فيرمي الذهبيةمبدأ
في عام 1928، قام إنريكو فيرمي، بتطوير أفكار بول ديراك، واستنتج وصفة بسيطة لحساب معدل الانتقالات الكمومية. تخيل خرطومًا مثقوبًا: كمية الماء المتدفقة في الثانية تعتمد على حجم الثقب (عنصر المصفوفة للتفاعل) وعدد الاتجاهات الممكنة للتدفق (كثافة الحالات النهائية). هكذا تربط القاعدة الذهبية قوة التفاعل مع عدد الخيارات المتاحة.
كيف يعمل
بفضل القاعدة الذهبية، يمكن حساب، على سبيل المثال، عمر الذرة المثارة قبل إصدار الفوتون، وكفاءة امتصاص الضوء في الألواح الشمسية، وسرعة نفق الإلكترونات في الترانزستورات.
💡 على الرغم من أن القاعدة تسمى 'الذهبية'، إلا أنها كانت أداة بسيطة في ورقة فيرمي الأصلية؛ وقد اكتسبت اسمها النبيل لاحقًا بفضل عالميتها.
\Gamma_{i \to f} = \frac{2\pi}{\hbar} |\langle f | H' | i \rangle|^2 \rho(E_f)
Γ_{i→f} — معدل الانتقال (الاحتمال في واحدة الزمن) من الحالة الابتدائية |i⟩ إلى الحالة النهائية |f⟩؛ ħ — ثابت بلانك المخفض، ħ ≈ 1.0546×10⁻³⁴ جول·ثانية؛ H' — هاملتوني الاضطراب؛ ⟨f|H'|i⟩ — عنصر مصفوفة الانتقال؛ ρ(E_f) — كثافة الحالات النهائية للنظام لكل وحدة طاقة بالقرب من الطاقة E_f.