Метастабильное состояние (от «через» и «устойчивый») — состояние квазиустойчивого равновесия физической системы, в котором система может находиться длительное время.
Что такое метастабильное состояние, может быть понятно из приведенного справа рисунка: состояние 1: метастабильное — состояние, стабильность которого сохраняется при не очень больших возмущениях; состояние 2: нестабильное — состояние, стабильность которого нарушается при сколь угодно малых возмущениях; состояние 3: стабильное — состояние, стабильность которого сохраняется при больших возмущениях.
Метастабильные состояния широко встречаются в природе и используются в науке и технике. С существованием метастабильных состояний связаны, например, явления магнитного, электрического и упругого гистерезиса, образование перенасыщенных растворов, закалка стали, производство стекла и т. д.
В термодинамике
Метастабильные состояния соответствуют одному из минимумов термодинамического потенциала системы при заданных внешних условиях. Устойчивому (стабильному) состоянию отвечает самый глубокий минимум. Однородная система в метастабильном состоянии удовлетворяет условиям устойчивости равновесия термодинамического , , относительно малых возмущений физических параметров (энтропии, плотности и др.). При достаточно больших возмущениях система переходит в абсолютно устойчивое состояние. Большой класс метастабильных состояний связан с фазовыми переходами 1-го рода (кристалл жидкость газ).
В квантовых системах Метастабильные состояния в квантовых системах — состояния с временами жизни (), достаточно большими, чтобы неопределённость ширины энергетических уровней, согласно принципу неопределённости для энергии и времени , была много меньше разницы между ними.Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. — М., Наука, 1972. — с. 83 Обычно метастабильными считают возбуждённые состояния, излучательные (радиационные) переходы из которых в другие состояния запрещены строгими правилами отбора. Метастабильные состояния отличаются типом переходов, которые для них возможны: магнитный дипольный, электрический квадрупольный, двухфотонный и другие переходы.
См. также Активная среда Время распада метастабильных состояний
Примечания
Литература
Ссылки — статья из Физической энциклопедии.
* Категория:Термодинамика