મિતસ્થાયી અવસ્થા (Metastable state) : ક્વૉન્ટમ યાંત્રિકીમાં લાંબો જીવનકાળ ધરાવતી ઉત્તેજિત અવસ્થા.
સામાન્ય રીતે કેટલાક રેડિયો-સમસ્થાનિકો લાંબી ઉત્તેજિત અવસ્થા ધરાવે છે. તે ગૅમા કિરણોનું ઉત્સર્જન કરીને વધુ સ્થાયી અને ઓછી ઊર્જાવાળી અવસ્થામાં ક્ષય પામે છે; ઉદાહરણ તરીકે, સમસ્થાનિક ટેક્નેશિયમ –99m ક્ષય થતાં ટેક્નેશિયમ –99 મળે છે. અહીં m મિતસ્થાયી અવસ્થાનું સૂચન કરે છે. તેનો અર્ધજીવનકાળ 6 કલાક જેટલો હોય છે. તે ઘણી વખત ઉત્તેજિત અવસ્થા ધરાવે છે અને ઓછી ઊર્જાવાળી અવસ્થામાં તેની સંક્રાંતિ પ્રતિબંધિત હોય છે.
પરમાણુઓ અને ન્યૂક્લિયસ અથવા કોઈ પણ દ્રવ્ય-પ્રણાલીની સ્થાયી અવસ્થાની ચર્ચા (ગણતરી) કરતાં સામાન્ય રીતે દ્રવ્ય અને વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણક્ષેત્ર વચ્ચેની આંતરક્રિયાને અવગણવામાં આવે છે. જ્યારે આવી આંતરક્રિયાને ગણતરીમાં લેવામાં આવે છે ત્યારે ઉત્તેજિત અવસ્થામાં રાખેલી પ્રણાલી હંમેશાં એક કે વધુ ફોટૉનના ઉત્સર્જનની સંભાવના ધરાવે છે. ઉત્સર્જન બાદ પ્રણાલીની અવસ્થામાં ઉત્તેજના ઘટે છે. મિતસ્થાયી અવસ્થા માટે આવાં સંક્રમણની સંભાવના અસામાન્ય રીતે ઓછી હોય છે. ઘણીખરી પારમાણ્વિક ઉત્તેજિત અવસ્થાઓમાં ક્ષય દરમિયાન એક ફોટૉનનું ઉત્સર્જન થતું હોય છે. આવી અવસ્થા 10–8 સેકન્ડમાં ફોટૉનનું ઉત્સર્જન કરે છે; તે છતાં કોણીય વેગમાન (angular momentum) અને સમાનતા(parity)ના સંરક્ષણ માટે પારમાણ્વિક હાઇડ્રોજનની બીજી ઉત્તેજિત અવસ્થા 
નો ક્ષય થતાં એકસાથે બે ફોટૉન ઉત્સર્જિત કરે છે. પરિણામે અંદાજિત જીવનકાળમાં 15 સેકન્ડ જેટલો વધારો થાય છે. તે જ રીતે, ઉત્તેજિત ન્યૂક્લિયસ વડે થતા ગૅમા કિરણના ફોટૉનનું ઉત્સર્જન 10–13 સેકન્ડ કે તેથી ઓછા સમયમાં થાય છે તે છતાં, 113In ની એક ઉત્તેજિત અવસ્થાનો જીવનકાળ 100 મિનિટ જેટલો હોય છે. આવૃત્તિ ઘટતાં સંક્રમણ-સંભાવના (transition probability) ઝડપથી ઘટતી હોઈ, નિમ્ન ઉત્તેજિત અવસ્થામાં સામાન્ય રીતે હોય છે તેના કરતાં જીવનકાળ લાંબો હોય છે અને સાથે જ તે મિતસ્થાયી અવસ્થા ન પણ હોય એટલે કે આ અવસ્થામાંથી થતા ઉત્સર્જન સામે વ્યાપક જરૂરિયાત કે પસંદગીના નિયમને કારણે કોઈ નડતર હોતું નથી.
જ્યારે બ્રોમીન (Br) ઉપર ગૅમા કિરણના ફોટૉનનો મારો કરવામાં આવે છે ત્યારે નીચે પ્રમાણે બે પ્રક્રિયાઓ મળે છે :
Br79 + γ → Br78 + on1 અને
Br80 + γ → Br79 + on1.
આ નીપજોના ત્રણ ક્ષય-કાળ (decay period) (1) 6.4 મિનિટ, (2) 18 મિનિટ અને (3) 4.4 કલાક મળે છે. તેમાં ક્ષય-કાળ 4.4 કલાક અને 18 મિનિટ બંને પ્રક્રિયાત્મક સમીકરણોમાં સામાન્ય જોવા મળે છે. આ બંને પ્રક્રિયાના સામાન્ય સમસ્થાનિક(Br80)ને બે ક્ષય-કાળ લાગુ પડે છે. Br80ની બે સમઘટકીય (isomeric) અવસ્થાઓને બે અર્ધજીવનકાળ-નિર્દિષ્ટ કહી શકાય છે. ન્યૂક્લિયર ઊર્જા-અવસ્થાના તફાવતને લીધે ન્યૂક્લિયર સમઘટકીય અવસ્થાઓ વચ્ચે તફાવત હોય છે, એક સમઘટક ધરાવસ્થા(ground state)માં હોય છે; જ્યારે બીજો સમઘટક એની એ જ ન્યૂક્લિયસ ધરાવે છે; પણ ઉચ્ચ ઊર્જાવાળી ઉત્તેજિત અવસ્થામાં હોય છે. આવી ઉચ્ચ ઊર્જાવાળી ઉત્તેજિત અવસ્થા મિતસ્થાયી અવસ્થા ગણાય છે. મિતસ્થાયી અવસ્થામાંથી ધરાતલ-અવસ્થામાં સંક્રમણ ખૂબ જ વર્જિત હોય છે.
આશા પ્ર. પટેલ