Solución exacta de la ecuación de Schrödinger para el movimiento de una partícula en un campo magnético paramétrico
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i7.16401Palabras clave:
Ecuación de Schrödinger; Sistema cuadrático dependiente del tiempo; Transformación espacio-temporal; Ecuación y funciones de Mathieu; Resonancia y oscilaciones paramétricas.Resumen
Resolvimos la ecuación de Schrödinger exactamente para un sistema cuadrático dependiente del tiempo para una partícula que se mueve bajo la influencia de un campo magnético con oscilación paramétrica. Aplicamos el método de desacoplamiento, que adopta una transformación de las coordenadas espacio-temporales de Ray-Reid (Nassar, 1990). La idea fundamental del problema es obtener una ecuación de partículas libres de Schrödinger. De esta forma, fue posible determinar la función de onda y la densidad de probabilidad de la partícula en forma de función de vibración paramétrica. Mostramos que las regiones de estabilidad e inestabilidad están determinadas por el espacio de fase definido por los parámetros de control de la ecuación. Determinamos, como resultado sin precedentes, los valores discretos que el campo magnético puede asumir en términos de funciones de Mathieu.
Citas
Abramowitz, M., & Stegun, I. A. Stegun. (1965). Handbook of Mathematical Functions. New York: Dover Publications.
Barros, V. P., Brtka, M., Gammal, A., & Abdullaev, F. Kh. (2005). J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38, 4111.
Bassalo, J. M. F. (1993). Nuovo Cimento 15, 28-33.
Demo, P. (2000). Metodologia do conhecimento científico. São Paulo: Atlas.
Filho, A. Ribeiro., & Vasconcelos, D. S. (1994). Introdução ao Cálculo das Funções Elípticas Jacobianas. Bahia: Ced.
Floquet, M. G. (1883). Sur les equations différentielles linéaires a coefficients périodiques. Ann. Ecole Norm. Sup. 12, 47-89.
Grib, A. A., Mamaev, S. G., & Mostepanenko, V. M. (1994). Vacuum Quantum Effects in Strong Fields. Friedmann Laboratory Publishing.
Gutièrrez, J. C. et al. (2003). Mathieu functions, a visual approach. American Journal of Physics. 71, 233-242.
Jesus, V. L. B., Guimarães, A. P., & Oliveira, I. S. (1999). Classical and quantum mechanics of a charged particle in oscillating eletric and magnetic fields. Brazilian Journal of Physics 29.
Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. L. (1971). The Classical Theory of Fields. Moscou: Mir.
Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. L. (1977). Quantum Mechanics: Non-relativistic Theory. Course of Theoretical Physics. Londres: Pergamon Press.
Magnus, W., & S. Winkler. (1966). Hill’s equation, Interscience tracts in pure and Applied Mathematics. New York: Wiley-Interscience.
Mathieu, E. L. (1868). Le mouvement vibratoire dúne membrane de forma elliptique. J. de Math. Pures Appl. 13, 137-203.
Nassar, A. B., Botelho, L. C. L., Bassalo, J. M. F., & Alencar, P. T. S. (1990). Physica Scripta 42.
Nayfeh, A. H., & Mook, D. T. (1979). Nonlinear oscilation. New York: John Wiley and Sons.
Pampolha, J. B. S. (1997). Solução Exata da Equação de Schrödinger Dependente do Tempo via Transformação Espaço-Temporal. Dissertação de Mestrado em Física. Faculdade de Física, Universidade Federal do Pará.
Schmidt, A. G. M. (2019). Exact solutions of Schrödinger equation for a charged particle on a sphere and on a cylinder in uniform eletric and magnetic fields. Physics E 106, 200-207.
Schmidt, A. G. M. (2020). Exact solutions to Schrödinger equation for a charged particle on a torus in uniform eletric and magnetic fields. Brazilian Journal of Physics 50, 419-429.
Silva, C. da R., Pampolha, J. B. S., Alves, J. P. da S., Germano, R., & Júnior, W. P. (2020). Experimento de Física de baixo custo para o Ensino Médio: Estimando a resistividade elétrica de tubos de metais não-ferromagnéticos utilizando ímãs de neodímio e um cronômetro. Research, Society and Development.
Sudiarta, I. W., & Geldart, D. J. W. (2008). Solving the Schrödinger equation for a charged particle in a magnetic field using the finite difference time domain method. Phys. Lett. A 18, 3145.
Tannoudji, C. C., Diu, B., & Laloe, F. (2006). Quantum Mechanics. Paris: Wiley-Interscience.
Wentzel, G. (1981). Z. Phys. 22, 518.
Zanchin, V., Maia, A., Craig., W., & Brandenberger, R. (1998). Phys. Rev. D 57, 4651.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 João Bosco Soares Pampolha Junior; Charles da Rocha Silva; João Paulo da Silva Alves; Renato Germano; Damião Pedro Meira Filho
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.