Неопределенность энергии и время жизни

Другое проявление принципа неопределенностей относится к энергии. Допустим, квантовая система находится в распадающемся состоянии (атом в возбужденном состоянии, или радиоактивное ядро). Если среднее время жизни в этом состоянии равно Dt, то энергия системы в данном состоянии определена с ограниченной точностью DE. Причем
DE Dt ~ћ. (2)
Это проявляется в том, например, что длина волны излучаемого атомом света не является строго определенной. Причина состоит в том, что энергия излучаемого фотона равна разности энергий возбужденного и основного состояний, и из-за неопределенности энергии распадающегося состояния является случайной величиной. С помощью дифракционной решетки хорошего качества можно обнаружить, что спектральные линии всегда в большей или меньшей степени размыты.

Вопрос 2. В гелий-неоновом лазере используются трехуровневые переходы атома неона. Под действием электрического разряда атомы неона перебрасываются на самый высокий из трех уровней. В результате столкновения возбужденных атомов неона с атомами гелия неон переходит на следующий, расположенный ниже уровень. Последний переход, который дает лазерное излучение, происходит со среднего уровня на основной. Какие предположения можно сделать о ширинах спектральных линий, соответствующих этим переходам? Что можно сказать о временах жизни используемых возбужденных состояний атома неона?

Обменное взаимодействие