Un evento no adiabático en un sistema cuántico impulsado de dos niveles (o efectivamente de dos niveles) que ocurre cuando las energías instantáneas de los estados diabáticos se aproximan a un cruce evitado mientras un parámetro externo se barre en el tiempo; describe la transferencia de población entre estados diabáticos o adiabáticos durante el paso.

Principio

Cuando dos niveles están acoplados y su diferencia de energía varía en el tiempo, la competencia entre la fuerza de acoplamiento y la velocidad del barrido sobre el cruce evitado fija la probabilidad de una transición no adiabática: barridos más rápidos o brechas más pequeñas incrementan las transiciones.

Demostración

Un spin-1/2 en un campo magnético cuya componente longitudinal se redirige linealmente a través de cero con un acoplamiento transversal constante realiza una transición Landau–Zener: el spin tiene una probabilidad calculable de invertirse cuando las energías de Zeeman se cruzan.

Aplicación incorrecta

Tratar cruces multinicel complejos, barridos no lineales o sistemas con fuerte decoherencia como si fueran eventos Landau–Zener de dos niveles sin modificación produce probabilidades de transición erróneas y puede pasar por alto efectos de interferencia.

Consecuencia

Identificar un paso como Landau–Zener permite predecir la estadística de resultados de un barrido único y clasificar regímenes como adiabáticos (baja probabilidad de transición) o diabáticos (alta probabilidad), guiando el control y el diseño experimental.

Inversión

La perspectiva inversa es el seguimiento perfectamente adiabático: si el barrido es lo suficientemente lento respecto a la brecha, el sistema permanece en el autostado instantáneo y no ocurre transferencia no adiabática de tipo Landau–Zener.

Límite

Se aplica a cruces evitados aislados de dos estados o reducciones efectivas a dos estados con diferencia de energía variante suavemente y escalas temporales mayores que las relajaciones microscópicas, si el acoplamiento y la velocidad del barrido están bien caracterizados; excluye regímenes multinicel densos, fuertemente ruidosos o disipativos sin corrección.

Tensión semántica

Existe tensión entre la imagen localizada de Landau–Zener y los teoremas adiabáticos globales o modelos multinicel como Demkov–Osherov; los significados cercanos difieren en si el cruce se trata como aislado y si se consideran pasos múltiples coherentes.

Síntesis

Una transición Landau–Zener es el intercambio no adiabático de población en un cruce evitado impulsado por un barrido temporal; está gobernada por la interacción entre acoplamiento (brecha), velocidad de barrido y coherencia, y debe ampliarse o sustituirse cuando hay niveles adicionales, ruido o disipación.