Aproximația adiabatică este o metodă de rezolvare a unor probleme fizice complexe, care constă în faptul că o anumită cantitate se presupune a fi constantă pe parcursul întregului proces fizic. Termenul adiabatic , strict vorbind, înseamnă că această cantitate este energie, dar se aplică și proceselor cu alți parametri conservați.
Aproximația adiabatică în fizica nucleară este împărțirea sistemului în particule grele și ușoare - nuclee și electroni . Datorită diferenței puternice a maselor și vitezelor lor , putem presupune că mișcarea electronilor are loc în câmpul nucleelor staționare, în timp ce mișcarea relativ lentă a nucleelor este afectată doar de distribuția spațială medie a electronilor.
Aproximația adiabatică este o metodă pentru rezolvarea aproximativă a problemelor din mecanica cuantică , utilizată pentru a descrie sisteme cuantice în care pot fi distinse subsistemele rapide și lente . Problema inițială este rezolvată în două etape: mai întâi, se ia în considerare mișcarea subsistemului rapid la coordonatele fixe ale subsistemului lent, iar apoi se ia în considerare mișcarea acestuia din urmă. „Zona clasică” de aplicare a aproximării adiabatice în mecanica cuantică este teoria spectrelor moleculare, iar metodic cel mai simplu caz de utilizare a acesteia este ionul de hidrogen molecular H 2 + . În acest sens, a se vedea cazul aproximării adiabatice numită aproximare Born-Oppenheimer .
În sistemele cuantice dinamice, aproximarea adiabatică este utilizată pentru a prezice probabilitatea tranziției unui sistem la o stare excitată. O influență externă modifică energiile stărilor proprii (vezi, de exemplu, Frecvența Rabi#Stări îmbrăcate ). Când energiile sunt comparate, există de obicei o ridicare a degenerării și trecerea cvasi-nivelului . Cu o tranziție infinit de rapidă, starea dinamică a sistemului nu are timp să se schimbe (proces instantaneu); totusi, cu un impact suficient de lent, sistemul isi schimba starea fata de cea initiala prin continuitate (proces adiabatic). Teorema adiabatică din formularea Born-Fock [1] [2] afirmă:
Sistemul fizic rămâne în starea sa proprie instantanee dacă perturbația acționează suficient de lent și dacă această stare este separată printr-un interval de energie de restul spectrului hamiltonianului.
Mișcarea unui corp rigid în jurul unui punct fix cu o rotație suficient de rapidă este împărțită în mișcare rapidă ( nutație ) și mișcare lentă ( precesie ). Mișcarea liberă a unui corp rigid corespunde nutației pure de-a lungul polozilor. Precesia este o mișcare forțată datorită unei influențe externe lente. În aproximarea adiabatică, se presupune că axa unui giroscop mecanic este deplasată ca urmare a precesiei, iar nutația este eliminată.