基本状態 - 定義

](/jp/ja/news/library-articles/page/68882/) 基底状態（ ）は、量子力学（）および量子化学（）における概念であり、原子、分子、原子核などの物理系が取り得る最も低いエネルギー状態を指す。単一の電子（[）の場合、これは最も低いエネルギーの軌道におけるその位置に関連しており、この状態では励起を引き起こす余分なエネルギーが存在しない。基底状態にある系は、自発的により低いエネルギー準位へ移行することはできない。これは、平衡状態におけるその熱力学的安定性を意味する。

原子や分子の文脈において、基底状態に対応する電子配置は、分光学的過程、化学反応、および緩和現象の解析における出発点となる。シュレーディンガーモデルにおいて、基底状態はハミルトニアン演算子の最小固有値に対する固有方程式の解に対応する。ポテンシャル場中のフェルミオンなどの多体系では、パウリの原理が適用され、これがエネルギー準位の占有方法を決定し、物質の電子構造や化学的性質に影響を与える。

巨視系、例えば固体物理学においては、基底状態は、超伝導、磁性、量子構造やバンド構造といった現象を解析するための基準点となる。量子化学においては、この状態は分子の最小ポテンシャルエネルギーを定義し、その最も安定した配置幾何学に対応する。

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