Метастабильное состояние

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 термодинамического равновесия:

${\displaystyle C_{P}>C_{V}>0}$,

${\displaystyle (dP/dV)_{T}<0}$

для 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 ${\displaystyle \leftrightarrow }$ жидкость ${\displaystyle \leftrightarrow }$ газ)^[2].

Метастабильные состояния в квантовых системах — состояния с временами жизни (${\displaystyle \tau }$), достаточно большими, чтобы неопределённость ширины энергетических уровней, согласно принципу неопределённости для энергии и времени ${\displaystyle \Delta E\sim {\frac {\hbar }{\tau }}}$, была много меньше разницы между ними^[3]. 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.