¿Qué tan rápido salta un electrón entre orbitales?

Primero, consideremos una situación diferente. Las ondas de luz tienen polarización . Si imaginas una onda de luz saliendo de esta pantalla, su campo eléctrico puede polarizarse vertical, horizontal, diagonal, etc., y esto también es cierto para cada fotón individual.

Si paso un fotón a través de un filtro polarizador vertical, solo obtengo dos resultados: o pasa todo el fotón o no pasa nada. Así que solo obtendré dos posibles resultados de la medición: vertical (pasa) u horizontal (se bloquea).

Existen materiales que pueden rotar la polarización. Entonces, podrías preguntar, cuando coloco un fotón polarizado horizontalmente a través de un material de este tipo, ¿cuál es el momento en que cambia de horizontal a vertical? Tiene que haber un salto instantáneo, porque solo puede ser horizontal o vertical, ¿no? Pero eso no está bien en absoluto. La polarización simplemente gira suavemente, a través de una superposición de horizontal y vertical, como podemos ver usando filtros polarizadores diagonales. El hecho de que un dispositivo de medición en particular solo pueda ver dos opciones no significa que solo existan dos opciones.

Lo mismo ocurre con tu pregunta. Ahora realmente no tiene sentido hablar de la 'velocidad' de un salto porque los electrones ni siquiera tienen posiciones definidas; solo está teniendo una nube deslocalizada que se convierte en otra. Pero los orbitales tienen un momento angular definido, por lo que podría preguntarse qué tan rápido salta el momento angular. Misma respuesta que para la polarización; simplemente interpola a través de una superposición, aunque una medición en cualquier punto intermedio siempre dará un momento angular entero.

Tal vez algo más cercano a lo que desea sería un electrón en un pozo doble . Comenzando en un pozo, el electrón puede hacer un túnel al otro. El proceso se rige por la ecuación de Schrödinger y es perfectamente continuo en el tiempo. Tengo la sensación de que está buscando una manera de viajar más rápido que la luz y puede hacerlo en este modelo, pero solo porque estamos haciendo mecánica cuántica no relativista. En una teoría relativista todo obedecería propiamente a la causalidad.

Si observa las líneas espectrales emitidas por los electrones en tránsito de un nivel de energía a otro, verá que las líneas tienen un ancho . Este ancho en principio debería ser intrínseco y calculable si todos los posibles potenciales que influirían en él pueden incluirse en la solución del estado mecánico cuántico.

Experimentalmente, el ancho de energía se puede transformar en un intervalo de tiempo utilizando la Incertidumbre de Heisneberg de

$ΔΕΔt> h/2π$

Por lo tanto, se puede estimar un orden de magnitud del tiempo necesario para la transición.

No sé sobre la velocidad, pero diría que necesitan liberar energía para ocupar orbitales más cercanos y esa energía suele ser la luz, se puede liberar como energía térmica.