La resonancia de Fermi es una interacción fuerte entre niveles vibratorios que ocurre si dos estados vibracionales en la aproximación armónica corresponden a la misma o casi la misma energía (si no se tiene en cuenta la influencia mutua). El fenómeno fue explicado por primera vez por el famoso físico italiano Enrico Fermi .
La explicación del desdoblamiento de la frecuencia simétrica para la molécula de CO 2 fue dada por Fermi en 1931, quien fue el primero en considerar perturbaciones mutuas de este tipo de niveles vibratorios. El espectro infrarrojo del CO 2 muestra dos bandas muy intensas a 2349,3 cm −1 y 667,3 cm −1 correspondientes a las vibraciones fundamentales impares A 1u y E 1u . El espectro Raman exhibe una doble línea intensa en 1285.5 cm- 1 , 1388.3 cm- 1 correspondiente a vibraciones pares de А 1g . La presencia de dos líneas en lugar de una es el resultado de la resonancia.
Si hay una degeneración accidental, entonces debido a la influencia mutua de las oscilaciones —"perturbación" de los niveles vibratorios— la degeneración se levanta y ocurre la división del nivel degenerado, tanto mayor cuanto más fuerte es la interacción. En este caso, la frecuencia fundamental de la vibración simétrica de estiramiento es casi exactamente igual a la frecuencia del primer sobretono de la vibración de flexión. Las frecuencias cero son ν 1 - 1351,2 cm −1 y ν 2 = 672,2 cm −1 (es decir, 2ν 2 ≈ ν 1 ) y calculadas a partir de ellas, teniendo en cuenta la anarmonía de las vibraciones, las posiciones de los niveles difieren solo en 16,7 cm -1 . Debido a la interacción de las vibraciones ν 1 y 2ν 2 , la distancia de nivel aumenta a 1388,3 - 1285,5 = 102,8 cm −1 , y en lugar de la frecuencia fundamental intensa ν 1 y el sobretono débil 2ν 2 , se obtienen dos frecuencias intensas, cada una de ellas lo que corresponde a la superposición de ambas fluctuaciones.
Aunque la resonancia de Fermi es el resultado de una degeneración aleatoria, es bastante común, especialmente en moléculas complejas; Debido a la gran cantidad de armónicos diferentes y frecuencias compuestas, la probabilidad de coincidencias aleatorias de niveles vibratorios es bastante alta. Cabe señalar que la resonancia de Fermi solo puede tener lugar para niveles vibratorios de una simetría.