Una situación en la que diferentes parámetros producen el mismo resultado observable.La degeneración en física se refiere a una situación en la que diferentes parámetros o configuraciones producen el mismo resultado observable. Este concepto aparece en muchas áreas, desde la mecánica cuántica, donde múltiples estados cuánticos comparten el mismo nivel de energía, hasta la astrofísica, donde diferentes combinaciones de propiedades estelares producen el mismo espectro observado. La degeneración es un desafío fundamental en los problemas inversos, donde los científicos deben inferir parámetros subyacentes a partir de mediciones, porque significa que múltiples explicaciones son consistentes con los datos.
El concepto de degeneración tiene sus raíces en la mecánica cuántica, donde fue formalizado en la década de 1920 por físicos como Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg, quienes reconocieron que los niveles de energía degenerados surgen de las simetrías del sistema.
La degeneración surge cuando la correspondencia entre el espacio de parámetros y el espacio observable no es biunívoca. En mecánica cuántica, ocurre cuando un hamiltoniano tiene simetrías que hacen que diferentes autoestados tengan el mismo autovalor. En astrofísica, puede ocurrir porque diferentes procesos físicos producen firmas observacionales similares, como cuando los efectos de la temperatura y la densidad sobre un espectro son parcialmente intercambiables. Romper la degeneración requiere información adicional, como observaciones en múltiples longitudes de onda, mediciones dependientes del tiempo o prioris teóricos.
La degeneración es un problema central en el análisis de datos en toda la física, desde la determinación de las propiedades de exoplanetas a partir de datos de tránsito y velocidad radial, hasta la interpretación del fondo cósmico de microondas, donde diferentes parámetros cosmológicos pueden producir espectros de potencia similares.
En la física de agujeros negros, el 'teorema de no-pelo' establece que los agujeros negros se caracterizan por solo tres parámetros (masa, carga y momento angular), lo que significa que todos los demás detalles de la materia que colapsa son completamente degenerados e inobservables.
| N | variable | column density — densidad columnar per square metre |
| S_ν | variable | line flux density — spectral flux density joule per square metre per second per he |
| Δν | variable | line width — frequency interval hertz |
| Q | variable | rotational partition function — función de partición |
| T_rot | variable | rotational temperature — temperatura kelvin |
| A_ul | variable | Einstein A coefficient — einstein a coefficient per second |
| Ω | variable | solid angle of source — solid angle steradian |
| h | variable | Planck constant — constante de Planck joule second |
| c | variable | speed of light — velocidad de la luz metre per second |
| g_u | variable | degeneracy of upper level — degeneración |
| E_u | variable | energy of upper level — energía joule |
| k | variable | Boltzmann constant — constante de Boltzmann joule per kelvin |
| N_i | variable | Number of particles in state i — número de partículas |
| N | variable | Total number of particles — número de partículas |
| g_i | variable | Degeneracy of state i — degeneración |
| E_i | variable | Energy of state i — energía joule |
| T | variable | Absolute temperature — temperatura kelvin |
| k | constante | Relates energy to temperature at the particle level — constante de Boltzmann = 1.380649e-23 joule per kelvin |
| e^{-E_i/kT} | operador | Exponential of the negative energy over kT — función exponencial |
