Какой переход называют прямым?

Коротко: переход называют прямым, когда система переходит из начального состояния в конечное без участия (физически или формально) промежуточных реальных состояний или вспомогательных квантов/степеней свободы — то есть «непосредственно», сразу.

Ниже — подробности и распространённые контексты, где встречается это определение.

1. В физике полупроводников (термин «прямой переход» / «прямой зазор»).
Прямой переход между валентной и зоной проводимости означает, что максимум валентной зоны и минимум зоны проводимости расположены при одном и том же значении волнового вектора $k$. Тогда электрон может перейти (или рекомбинировать) с сохранением квазимомента, испуская фотон: выполняется условие сохранения энергии $E_c-E_v=\hbar\omega$ и одновременно не требуется дополнительного фонона для переноса импульса. Последствия: высокая вероятность радиативной рекомбинации — материал эффективно испускает свет (подходит для светодиодов, лазеров). Для непрямого перехода минимум и максимум при разных $k$ — нужен фонон, поэтому излучение слабее.

2. В квантовой спектроскопии / теории возмущений.
«Прямой» (однофотонный) переход — переход между двумя энергетическими уровнями, происходящий за счёт поглощения (или испускания) одного фотона и описываемый ненулевым дипольным матричным элементом $\langle f|\hat{d}|i\rangle\neq0$. Такой переход обычно подчиняется правилам отбора (selection rules). Напротив, косвенные или многоступенчатые переходы требуют промежуточного виртуального или реального уровня (многофотонные процессы, последовательные возбуждения).

3. В теории автоматов и теории графов.
Прямой переход — это ребро (переход) от состояния A к состоянию B при прочтении некоторого символа (или метки). Отличается от составного перехода (серии ребер) или ε-перехода (переход без символа). Прямой переход — «единичный шаг» автомата.

4. Общая (абстрактная) формулировка и признаки прямого перехода:

• нет необходимости в промежуточном реальном состоянии;

• выполняются законы сохранения (энергии и — при необходимости — импульса) непосредственно между начальными и конечными уровнями;

• процесс описывается одним непосредственным взаимодействием (например, один фотон, одно событие, одно ребро в графе);

• обычно имеет более высокую вероятность/скорость по сравнению с эквивалентным многоступенчатым (косвенным) процессом.

Пример для наглядности: в полупроводнике GaAs переход между валентной и проводниковой зоной — прямой (эффективное свечение), а в кремнии — непрямой (для излучения нужен фонон, кремний плохо светится).

Итог: «Прямой переход» — это переход «непосредственный», одноступенчатый, без участия реальных промежуточных состояний или дополнительных переносчиков импульса/энергии.