Física cuántica

Carlos Sánchez del Río

La Física Cuántica es la física de nuestro siglo. Su contenido es hoy imprescindible no sólo para el físico, sino también para otros profesionales (químicos, ingenieros, médicos...). El libro ha sido redactado por un amplio grupo de profesores, especialistas reconocidos en sus respectivos campos de conocimiento, que han aunado su experiencia en un esfuerzo colectivo. Ofrece al lector una introducción a los fenómenos cuánticos y a las primeras teorías que se formularon para describirlos, una mecánica cuántica elemental lo más completa posible, así como sus múltiples aplicaciones al estudio de los átomos, las moléculas, los sólidos, los núcleos atómicos, las partículas elementales, e introducciones a la Información Cuántica y al atrapamiento y manipulación de iones, átomos y fotones individuales. Además incluye más de 300 ejercicios, cuya solución se explica detalladamente al final de cada parte. La actual edición ha sido puesta al día incorporando a su contenido algunos temas recientes y de gran interés. Entre ellos hay que destacar la información condensada y actualizada de: -Los avances en ordenadores cuánticos basados, sobre todo, en fotónica y circuitos superconductores, el estado actual de la decoherencia en estos dispositivos y las aportaciones de diversas empresas dedicadas a la computación cuántica, que están estableciendo puentes desde la pura investigación científica hasta la comercialización de esta tecnología. -Los nuevos resultados experimentales que ponen de manifiesto que las funciones de onda no pueden ser reales, sino necesariamente complejas, y los experimentos que acreditan de forma prácticamente definitiva la concordancia entre la descripción física de la realidad y las predicciones de la Mecánica Cuántica. Dichos resultados han sido reconocidos con el Premio Nobel de Física 2022 a los investigadores A. Aspect, J. Clauser y A. Zeilinger.

Índice

Prólogo. Radiación del cuerpo negro. Comportamiento corpuscular de la radiación. Dualidad onda-corpúsculo. Relaciones de indeterminación. Modelos atómicos. Series espectrales. Teoría de Bohr. Soluciones a los ejercicios (capítulos 1 a 5). Ecuación de Schrödinger e introducción a la interpretación probabilística. Desarrollo de la interpretación probabilística. Estados ligados en una dimensión. Coeficientes de reflexión y transmisión. Sistemas tridimensionales. Momento angular. Potenciales centrales. Espín. Métodos de aproximación. Partículas idénticas. Fotones. Introducción a la Mecánica Estadística Cuántica. Aplicaciones de las estadísticas cuánticas. Introducción a la teoría cuántica de la dispersión. Soluciones a los ejercicios (capítulos 6 a 18). El átomo de hidrógeno. �tomos en campos externos constantes. Absorción y emisión de luz por los átomos. El átomo de helio. �tomos multielectrónicos. Soluciones a los ejercicios (capítulos 19 a 23). Niveles electrónicos de las moléculas diatómicas. Términos moleculares. Interpretación física del enlace químico. El movimiento de los núcleos. Espectroscopía molecular. Soluciones a los ejercicios (capítulos 24 a 28). La estructura cristalina del estado sólido. Electrones en sólidos. Algunos efectos cuánticos en sólidos. Orden magnético espontáneo en sólidos. Superconductividad. Soluciones a los ejercicios (capítulos 29 a 33). Núcleos atómicos y procesos nucleares. Interacción de radiaciones ionizantes con la materia. Estructura de los núcleos atómicos. Radioactividad. Reacciones nucleares. Soluciones a los ejercicios (capítulos 34 a 38). Aspectos generales de las partículas elementales. Interacciones entre partículas elementales. Leyes de conservación. Estructura de las partículas: las familias. Soluciones a los ejercicios (capítulos 39 a 42). Tablas de partículas.