Jelaskan Punca dari Garis hidrogen dalam bahasa melayu

Keadaan asas hidrogen neutral terdiri daripada awan elektron bersimetri sfera yang terikat dengan satu proton. Kedua-dua zarah memiliki momen dwikutub magnet intrinsik sendiri kesan daripada spin masing-masing, dan interaksi kedua-duanya menyebabkan sedikit kenaikan tenaga apabila spin kedua-dua zarah selari, dan penurunan paras tenaga apabila kedua-duanya tidak selari (antiselari). Hanya keadaan selari dan antiselari sahaja yang boleh wujud disebabkan oleh pendiskretan, dalam kuantum mekanik, jumlah keseluruhan momentum sudut dalam sesuatu sistem. Apabila spin kedua-dua zarah selari, momen dwikutub magnet menjadi antiselari (kerana elektron dan proton mempunyai cas yang berbeza), maka jika difikirkan mengikut kebiasaan konfigurasi ini sepatutnya mempunyai tenaga yang lebih rendah, sama seperti keadaan di mana dua magnet akan bergerak supaya kutub utara satu magnet berada hampir dengan kutum selatan magnet yang lain. Logik ini tidak berkesan dalam keadaan ini kerana elektron ini tidak dijarakkan daripada proton, sebaliknya ia menyelubunginya, dan momen dwikutub magnet lebih sesuai dibandingkan dengan gegelung arus yang kecil. Oleh sebab arus selari menarik sesama sendiri, jelaslah mengapa momen dwikutub magnet selari (dengan spin antiselari) mempunyai tenaga yang lebih rendah.

Peralihan ini sangat terlarang dengan kadar kejadian yang sangat rendah iaitu 2.9 × 10-15 s-1, dan hayat selama 10 juta (107) tahun. Agak sukar bagi peralihan ini disaksikan dalam makmal di Bumi, tetapi ia kerap diperhatikan dalam seting astronomikal seperti sebagai awan hidrogen di dalam galaksi kita dan lain-lain. Disebabkan hayatnya yang panjang, garis ini mempunyai lebar semula jadi yang teramat kecil, maka kebanyakan pelebaran berlaku disebabkan anjakan Doppler yang berpunca daripada pergerakan pukal atau suhu bukan sifar dalam kawasan pemancar.