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Équation de Schrödinger

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

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Il s'agit d'une équation fondamentale de la mécanique quantique qui décrit comment l'état quantique d'un système physique évolue dans le temps. Il s'agit d'une équation linéaire différentielle partielle pour la fonction d'onde, [latex]\Psi(x, t)[/latex]. La version dépendant du temps est [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi = \hat{H}\Psi[/latex], où [latex]\hat{H}[/latex] est l'équation de la fonction d'onde. Hamiltonien représentant l'énergie totale du système.

L'équation de Schrödinger est l'équivalent quantique de l'équation de Newton. deuxième loi En mécanique classique, tandis que la loi de Newton prédit la trajectoire d'une particule, l'équation de Schrödinger prédit le comportement futur de la fonction d'onde d'un système. La fonction d'onde, Ψ, est une amplitude de probabilité complexe, et le carré de son module, |Ψ|², donne la densité de probabilité de trouver la particule à une position et un instant donnés. L'équation se présente sous deux formes principales : dépendante du temps et indépendante du temps.

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 Hamiltonien 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
- Physique quantique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Mécanique hamiltonienne (1833)
  • L'hypothèse de la dualité onde-particule de De Broglie (1924)
  • Mécanique matricielle (Heisenberg, 1925)
  • Équations d'ondes classiques

Applications

  • prédiction des orbitales atomiques et moléculaires (chimie quantique)
  • conception de dispositifs semi-conducteurs
  • modélisation des réactions nucléaires
  • understanding supraconductivité
  • conception d'algorithmes informatiques quantiques

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • conception moléculaire pilotée par l'IA pour de nouveaux médicaments et matériaux
  • simulation en temps réel de systèmes quantiques sur des supercalculateurs classiques
  • modélisation prédictive du repliement des protéines
  • logiciel de conception de puits quantiques personnalisés dans les semi-conducteurs
  • automated discovery of novel catalyseurs
  • logiciel de modélisation financière quantique
  • simulators for astrophysical quantum phenomena
  • systèmes de contrôle pour ordinateurs quantiques
Related to: Schrödinger equation, wavefunction, Hamiltonian operator, quantum state, différentielle partielle equation, quantum mechanics, probability amplitude, energy levels.

Contexte historique

Équation de Schrödinger

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

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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