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Ecuación de Schrödinger

1926
  • Erwin Schrödinger
Physicist's workspace with Schrödinger Equation and quantum mechanics materials.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

This is a fundamental equation in quantum mechanics that describes how the quantum state of a physical system changes over time. It is a linear diferencial parcial equation for the wavefunction, [latex]\Psi(x, t)[/latex]. The time-dependent version is [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi = \hat{H}\Psi[/latex], where [latex]\hat{H}[/latex] is the Hamiltoniano operador, que representa la energía total del sistema.

La ecuación de Schrödinger es la contraparte de la mecánica cuántica a la ecuación de Newton. segunda ley En mecánica clásica, mientras que la ley de Newton predice la trayectoria de una partícula, la ecuación de Schrödinger predice el comportamiento futuro de la función de onda de un sistema. La función de onda, Ψ, es una amplitud de probabilidad de valor complejo, y el cuadrado de su magnitud, |Ψ|², proporciona la densidad de probabilidad de encontrar la partícula en una posición y un tiempo determinados. La ecuación se presenta en dos formas principales: dependiente del tiempo e independiente del tiempo.

The time-dependent Schrödinger equation (TDSE), [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi(x, t) = \hat{H}\Psi(x, t)[/latex], describes a system evolving in time. The time-independent Schrödinger equation (TISE), [latex]\hat{H}\Psi(x) = E\Psi(x)[/latex], is used for systems in a stationary state, where the energy [latex]E[/latex] is constant. Solving the TISE for a given potential yields the allowed energy eigenvalues ([latex]E[/latex]) and the corresponding energy eigenfunctions ([latex]\Psi[/latex]), which represent the stable states of the system, such as the electron orbitals in an atom. The Hamiltoniano operator [latex]\hat{H}[/latex] is constructed from the classical expression for the total energy (kinetic plus potential) by replacing classical variables with their corresponding quantum operators. For a single non-relativistic particle, [latex]\hat{H} = -\frac{\hbar^2}{2m}\nabla^2 + V(x, t)[/latex].

UNESCO Nomenclature: 2210
- Física cuántica

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Mecánica hamiltoniana (1833)
  • Hipótesis de dualidad onda-partícula de De Broglie (1924)
  • Mecánica matricial (Heisenberg, 1925)
  • Ecuaciones de onda clásicas

Aplicaciones

  • Predicción de orbitales atómicos y moleculares (química cuántica)
  • diseño de dispositivos semiconductores
  • modelado de reacciones nucleares
  • understanding superconductividad
  • diseño de algoritmos de computación cuántica

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Diseño molecular impulsado por IA para nuevos fármacos y materiales
  • Simulación en tiempo real de sistemas cuánticos en supercomputadoras clásicas
  • modelado predictivo del plegamiento de proteínas
  • Software para diseñar pozos cuánticos personalizados en semiconductores
  • automated discovery of novel catalizadores
  • software de modelado financiero cuántico
  • simulators for astrophysical quantum phenomena
  • sistemas de control para ordenadores cuánticos
Related to: Schrödinger equation, wavefunction, Hamiltonian operator, quantum state, diferencial parcial equation, quantum mechanics, probability amplitude, energy levels.

Contexto histórico

Ecuación de Schrödinger

1922
1924
1925
1926
1926
1927
1927
1921
1924
1924
1925
1926
1927
1927
1930

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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