フェルミ共鳴

フェルミ共鳴とは、分子の赤外線またはラマンスペクトルのエネルギー準位と吸収強度が、理論の基本モデルによって予測される準位に対して変化する現象であり、基底状態の混合を伴う量子効果である。この現象は、最初にこれを説明したイタリアの物理学者のエンリコ・フェルミにちなんで名づけられた。これは分子が、通常は赤外線スペクトルにおいて、基本モデルで予測される周波数と強度とは異なる周波数と強度で電磁波を吸収する現象である。2024年の論文では、この過程が二酸化炭素によって引き起こされる温室効果の基礎となっているとされた。

説明

電磁波を受けた分子は、適切な周波数であれば、それを吸収してより高いエネルギー状態に移行することができ、そのエネルギー状態は、可能な振動モードの単一または複数における異なる振動周波数から構成される。

振動モードによっては、偶然にも周波数が類似しているか、互いに倍数になっている場合がある。これらの場合、2つの影響が生じる。

• すでに高レベルの周波数が上昇し、すでに低レベルの周波数が下降する。
• 吸収が最も弱い周波数は強度を増し、吸収が強い周波数は弱まる。

最終的に、吸収される周波数の数は変化しないが、鳩首される周波数と強度はわずかに変化する。