Trots att ett kvantsprång är något av det minsta som finns ... Fast hur litet, egentligen? Hur långt är ett kvantsprång?
Här har vi en atom uppritad enligt den så kallade planetära atommodellen, där elektronerna cirkulerar som mycket små planeter kring atomkärnans sol:
En elektron i "bana 3", det tredje så kallade elektronskalet, får för sig att hoppa ner till elektronskal 2. Det är detta hopp mellan elektronbanorna som är kvantsprånget. Det intressantaste är att atomen ger ifrån sig strålning (eftersom lägre elektronskal innebär en lägre energinivå får elektronen göra sig av med överskottsenergin) vilket, när man började inse vad som hände, fick mycket stora konsekvenser för partikelfysiken. Att kvantsprånget tydligen är ögonblickligt, det tar ingen tid alls, var en kuriositet som man verkar ha tagit med jämnmod. Det var ju ändå bara en modell av en verklighet som man just hade börjat kartlägga.
Avståndet mellan "banorna" är n²aB, där aB (den så kallade Bohrradien) är 52,9 pikometer. Eftersom 1 pikometer är 1 miljarddels millimeter kan vi bilda oss en uppfattning om storleksordningen för kvantsprång.
Å andra sidan ... Den planetära modellen, framlagd av Niels Bohr 1913, har sina klara poänger. Den var avgjort värd Nobels fysikpris 1922 och den används än idag när folk ska invigas i kärnfysikens mysterier. Men inom själva kärnforskningen dröjde det inte länge innan man tog fram avsevärt krångligare och mer verklighetstrogna modeller.
Här har vi modeller för en atom med elektroner i olika "elektronskal", eller snarare så kallade orbitaler. Dessa anger inte några elektronbanor utan de områden där respektive elektron med 90% sannolikhet befinner sig i varje givet ögonblick. Att elektroner "hoppar mellan banor" är egentligen en liknelse för att deras orbitaler förändrar form. Som synes är det här meningslöst att tala om "avstånd mellan banor". (Jag vet inte hur den moderna partikelfysiken tolkar Bohrradien, en enhet som fortfarande används.) Vad man kan tala om är skillnader i energinivåer och frekvensen på strålning. [Uppdaterat: Den färgglada bilden jag använde tidigare visar inte orbitaler utan något annat.]
Den största överraskningen var dock att begreppet quantum leap eller jump inte verkar ha myntats förrän långt efter att de var fysikaliskt relevanta:
Introduced in physics directly from Latin by Max Planck, 1900; reinforced by Einstein, 1905. Quantum theory is from 1912; quantum mechanics, 1922; quantum jump is first recorded 1954; quantum leap, 1963, often figurative.- Etymonline: quantum
(Jag har tagit upp frågan på denna blogg förut, men med mycket färre detaljer.)
[Uppdaterat: Det här är inte orbitaler utan orbitalernas "vinkelberoenden. Jfr bosjos kommentarer.]


































