Правила отбора по спину и четности для электромагнитных переходов

    Правила отбора по спину и четности для электромагнитных переходов непосредственно следуют из законов сохранения момента количества движения и четности. Так, если начальные и конечные спины квантовой системы равны J_i, и J_f, а спин фотона равен J, то из правил сложения моментов следует, что |J_i –J_f| <J<J_i + J_f. Проекции M_i и M_f моментов J_i, и J_f, а также проекция M момента фотона J связаны условием M_i – M_f = M, также вытекающим из закона сложения моментов. 
    Закон сохранения четности требует, чтобы четности начального и конечного состояний P_i, и P_f квантовой системы были связаны с четностью фотона Р_ф следующим правилом: P_iP_f  = Р_ф.Для фотонов электрического типа, таким образом, получаем P_iP_f  = (-1)^J. Для фотонов магнитного типа P_iP_f  = (-1)^J+1.Остановимся на некоторых следствиях из сформулированных правил отбора.
    Во-первых, так как для фотона J > 1, переходы между состояниями квантовой системы с нулевыми значениями полного момента (т.е. переходы 00) с испусканием или поглощением одного фотона запрещены.
    При поглощении дипольных фотонов спин конечного состояния может принимать значения |Ji – 1| < J_f  < J_i +1, причем если поглощаются электрические дипольные (E1) фотоны, четность конечного состояния противоположна четности начального. Если поглощаются дипольные фотоны магнитного типа (M1), то четность конечного состояния совпадает с четностью начального.
    При поглощении квадрупольных фотонов спин конечного состояния может принимать значения  |Ji – 2| < J_f  < J_i + 2, причем четность конечного состояния не изменяется по сравнению с четностью начального, если был поглощен электрический квадрупольный (E2) фотон. Поглощение магнитного квадрупольного (M2) фотона меняет четность конечного состояния.
    Для наиболее простого случая, когда начальное состояние квантовой системы имеет нулевой спин и положительную четность (J^P_i = 0⁺), возможные конечные состояния (J^P_f ) cистемы, возникающие при поглощении дипольных и квадрупольных фотонов электрического и магнитного типа, показаны на рисунке.