¿Qué sucede si reexcitamos un electrón excitado a un nivel de energía más alto? Por ejemplo, excitamos el electrón del hidrógeno de n=1 a n=3, luego, antes de que regrese al estado fundamental, lo golpeamos con otro fotón con la frecuencia correcta para moverlo a n=6:
1- ¿Es esto posible?
2- ¿Cómo libera el electrón su energía y vuelve al estado fundamental?
A. ¿Liberará toda su energía como un solo fotón y regresará de n=6 al estado fundamental en un solo paso?
B. o primero liberará un fotón con la misma frecuencia que el último fotón que absorbió y regresará de n=6 a n=3, luego liberará otro fotón y regresará de n=3 a n=1?
C. o regresará de n=6 a n=5 y liberará un fotón, luego de n=5 a n=4 y liberará otro fotón y así sucesivamente?
Para ampliar la respuesta de Arpad y ofrecer una pequeña corrección:
De hecho, es posible excitar un átomo con un proceso multifotónico. Ni siquiera necesitas que el estado intermedio sea real, puede ser 'virtual'. Siempre y cuando el los fotones se suman a la diferencia de energía entre los estados, es posible excitar un electrón en un átomo al estado de mayor energía. Por ejemplo: digamos que la diferencia de energía entre el suelo y el primer estado excitado es , entonces puede excitar la transición con un solo fotón de 532 nm o dos fotones de 1064 nm.
También puede excitar de un estado excitado a otro estado excitado más alto (como en su pregunta). Esto no es necesariamente 'improbable' (..."la probabilidad de excitar el electrón a un nivel de energía aún mayor es pequeña") como dijo Arpad; el estado intermedio podría ser un estado de larga duración (como un estado metaestable), o puede hacer brillar ambos láseres en su muestra al mismo tiempo para que los dos fotones necesarios lleguen en rápida sucesión.
Si adopta un enfoque integral de ruta para el problema, la descomposición en realidad ocurre a lo largo de todas las rutas (en su ejemplo: A, B, C). Los caminos interfieren de manera constructiva o destructiva para darle la probabilidad de un cierto camino. Algunos caminos dominarán (serán los más probables). No sabes qué vía de descomposición es la más probable hasta que la mides una y otra vez. Con suficientes medidas, tendrá una distribución estadística que le mostrará las diversas probabilidades de diferentes caminos. En principio, uno podría calcular esto también.
Es posible, pero la probabilidad de excitar el electrón a un nivel de energía aún más alto es pequeña, ya que el electrón permanecerá en el nivel de energía más alto (no estable) durante un tiempo limitado según QM.
Se llama relajación y puede ir en varios pasos. Aunque el electrón se excitó en uno o dos pasos como en su caso, esto no significa que la relajación vaya a ocurrir en los mismos pasos. La relajación puede ocurrir en un solo paso, cuando el electrón regresa al estado fundamental y libera un solo fotón con la energía correspondiente. O la relajación puede ir en múltiples pasos, con cada paso el electrón liberando un fotón con los niveles de energía correspondientes.
A, B, C son todos posibles. Todo son probabilidades. El electrón puede volver al estado fundamental en un solo paso o en múltiples pasos.
Es posible excitar el electrón con múltiples fotones. Consulte aquí: https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.97.134112
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