La línea Lyman-alfa ( Eng. Lyman-alpha line , Ly-α ) es la línea espectral del hidrógeno (o, en general, un átomo similar al hidrógeno) en la serie Lyman . Se emite cuando un electrón en un átomo pasa del nivel n = 2 al estado fundamental ( n = 1), aquí n es el número cuántico principal . Para un átomo de hidrógeno, la longitud de onda de la línea es de 1215,67 angstroms ( 121,567 nm o 1,21567⋅10 -7 m ), lo que corresponde a una frecuencia de alrededor de 2,47⋅10 15 Hz , es decir, la línea está en la región ultravioleta de la espectro de radiación electromagnética.
Debido a la interacción espín-órbita , la línea Lyman-alfa se divide en un doblete de estructura fina con longitudes de onda de 1215,668 y 1215,674 angstroms [1] . Estos componentes se denominan, respectivamente, Ly-α 3/2 y Ly-α 1/2 .
Los estados propios del hamiltoniano perturbado se denotan por el momento angular total j del electrón, y no solo por el momento angular orbital l . Para n = 2, l = 1, dos estados son posibles con j = una2y j = 32, lo que conduce a la formación de un doblete espectral. Estado j = 32tiene más energía, por lo que está más lejos del estado fundamental n = 1. Estado j = 32asociado con la línea doblete, que tiene una longitud de onda más corta [2] .
Dado que la emisión de hidrógeno en la línea Lyman-alfa sufre una absorción significativa en el aire, las observaciones de la línea en el laboratorio requieren el uso de instrumentos espectroscópicos de vacío. Por la misma razón, las observaciones astronómicas en la línea requieren la instalación de instrumentos en los satélites, excepto en los casos de observaciones de fuentes extremadamente distantes, en las que, debido al corrimiento al rojo cosmológico, la línea se adentra en la región del espectro accesible para la observación desde La superficie de la tierra.
La línea también se observó para el antihidrógeno [3] . Dentro del error experimental, la frecuencia medida es igual a la misma frecuencia del hidrógeno, que es predicha por la electrodinámica cuántica.