Llínea prohibida

En física i química, una llínea prohibida o mecanisme prohibit és una llínea espectral emesa per àtoms somesos a transicions d'energia no permeses normalment per les regles de selecció de la mecànica quàntica.

En química, prohibit vol dir absolutament impossible per les lleis naturals, pero en l'assunció d'un ideal de simetria.

En física, vol dir que el procés no pot continuar per la ruta més eficient (dipol elèctric). Encara que les transicions estiguen nominalment prohibides, la seua ocurrència espontànea no és impossible en el cas de que un àtom o molècula s'eleve a un estat excitat. Més precisament, existix una certa provabilitat de que un àtom excitat faça una transició prohibida a un estat d'energia més baix per unitat de temps; per definició, esta provabilitat és molt menor que la de qualsevol transició permesa per les regles de selecció. Per lo tant, si un estat pot desexcitar via una transició permesa o a través colisions, per eixemple, segurament farà açò en lloc de prendre una ruta prohibida. No obstant, les transicions prohibides són solament relativament improvables; els estats que només poden degenerar d'esta manera (denominada també estat metaestable) normalment tenen una vida de l'orde de milisegons, comparat en menys d'un microsegon per a la descomposició a través de transicions permeses.

Les emissions de llínees prohibides només s'han observat en gasos d'extremadament baixa densitat i en plasmes, o de l'espai exterior o en l'extrem superior de l'atmòsfera terrestre. Inclús el laboratori de buit més potent de la Terra és encara massa dens per a les llínees d'emissió prohibides ans que els àtoms es desexciten per colisions. No obstant, en l'espai, les densitat pot ser de només uns quants àtoms per centímetro cúbic, fent poc provables tals colisions atòmiques. En eixes condicions, toda vez que un àtom o molècula ha segut excitada, per qualsevol motiu, cap a un estat metaestable, és casi segur que degenerará emetent fotons de llínees prohibides. Com els estats metaestables són prou comuns, les transicions prohibides són un percentage significatiu dels fotons emesos pel gas d'ultra baixa densitat de l'espai.

Les transicions de llínees prohibides s'escriuen posant paréntesis quadrats al voltant de l'espècie atòmica o molecular en qüestió, per eixemple [O III] o [S II]. Les llínees prohibides de nitrogen ([N II] a 654.8 i 658.4 nm), sofre ([S II] a 671.6 i 673.1 nm), i oxigen ([O II] a 372.7 nm, i [O III] a 495.9 i 500.7 nm) s'observen comunament en el plasma astrofísic. Estes llínees són extremadament importants en l'equilibri energètic de nebuloses planetàries i regions H II. També la llínea d'hidrogen de 21 cm és de capital importància en radioastronomía, ya que permet vore gas d'hidrogen neutre molt fret.