حالت پایه

در مکانیک کوانتومی٫ حالت ایستا (stationary state) حالتی است که انرژی مشخصی دارد یا به عبارت دقیقتر حالتی که بردار ویژه هامیلتونی سیستم است. به این حالت ایستا می‌گویند زیرا چگالی احتمال مربوط به آن با زمان تغییری نمی‌کند.

حالت ایستا به حالتهای دیگر تبدیل نمی‌شود و با تبدیل به حالتهایی با انرژی کمتر هم از بین نمی‌رود. این حالتهای ایستا در طول زمان واقعا «ایستا» نیستند. ایستا بودن آنها بدین معنی است که اختلالات کوچک هامیلتونی روی آنها اثری ندارد و آنها همچنان بردارویژه هامیلتونی مورد نظر خواهند ماند. اما اگر اختلالات بزرگ باشند این حالتها از بین خواهند رفت.

تنها حالتی که به معنای واقعی «ایستا» است حالت پایه سیستم است. یعنی حالتی که سیستم در آن کمترین انرژی را دارد. اگر چند حالت پایه وجود داشته باشد میگوییم این حالت دارای چندگانگی است. بسیاری از سیستمها حالتهای پایه چندگانه‌ای دارند. مانند اتم هیدروژن. یعنی در چندین حالت مختلف سیستم دارای کمترین انرژی است.

با توجه به قانون سوم ترمودینامیک٫ یک سیستم در دمای صفر مطلق در حالت پایه خود می‌باشد. در نتیجه آنتروپی آن با توجه به چندگانگی سیستم تعیین می‌شود. آنتروپی بسیاری از سیستمها که حالت پایه آنها یکتا است (چندگانگی ندارد) در دمای صفر مطلق صفر می‌باشد (زیرا ln(1) = 0).

منبع

• ویکی‌پدیای انگلیسی: Stationary state