En mecánica , un sistema de pocos cuerpos consta de una pequeña cantidad de estructuras o partículas puntuales bien definidas .
Mecánica cuántica
En mecánica cuántica , los ejemplos de sistemas de pocos cuerpos incluyen sistemas nucleares ligeros (es decir, estados unidos y de dispersión de pocos nucleones ), moléculas pequeñas , átomos ligeros (como helio en un campo eléctrico externo ), colisiones atómicas y puntos cuánticos . Una dificultad fundamental para describir sistemas de pocos cuerpos es que la ecuación de Schrödinger y las ecuaciones clásicas de movimiento no se pueden resolver analíticamente para más de dos partículas que interactúan mutuamente, incluso cuando las fuerzas subyacentes se conocen con precisión. Esto se conoce como el problema de los pocos cuerpos. Para algunos sistemas de tres cuerpos, se puede obtener una solución exacta de forma iterativa mediante las ecuaciones de Faddeev . Se puede demostrar que, en determinadas condiciones, las ecuaciones de Faddeev deberían conducir al efecto Efimov . Algunos casos especiales de sistemas de tres cuerpos son susceptibles de soluciones analíticas (o casi), mediante tratamientos especiales, como el ion molecular de hidrógeno cuyas energías propias se pueden dar en términos de una función de Lambert W generalizada o el átomo de helio que se ha resuelto con mucha precisión utilizando conjuntos de bases de funciones de Hylleraas o Frankowski-Pekeris (véanse las referencias del trabajo de GWF Drake y JD Morgan III en la sección de átomos de helio ).
En muchos casos, la teoría tiene que recurrir a aproximaciones para tratar sistemas de pocos cuerpos. Estas aproximaciones deben probarse mediante datos experimentales detallados. Las colisiones atómicas son particularmente adecuadas para tales pruebas. La fuerza fundamental que subyace a los sistemas atómicos, la fuerza electromagnética, se entiende esencialmente. Por lo tanto, cualquier discrepancia encontrada entre el experimento y la teoría puede estar directamente relacionada con la descripción de los efectos de pocos cuerpos. En los sistemas nucleares, por el contrario, la fuerza subyacente se comprende mucho menos. Además, en las colisiones atómicas, el número de partículas se puede mantener lo suficientemente pequeño como para que se pueda obtener experimentalmente información cinemática completa sobre cada partícula del sistema (ver artículo sobre el experimento cinemáticamente completo ). Por el contrario, en sistemas con un gran número de partículas, normalmente sólo se pueden medir cantidades promediadas estadísticamente o colectivas sobre el sistema.
Mecanica clasica
En la mecánica clásica , el problema de los pocos cuerpos es un subconjunto del problema de los N cuerpos .
Investigar
Una revista notable que cubre este campo es Few-body Systems .
Few Body Topical Group en la Sociedad Estadounidense de Física .
Referencias
- LD Faddeev, SP Merkuriev, Teoría de dispersión cuántica para varios sistemas de partículas, Springer, 31 de agosto de 1993, ISBN 978-0-7923-2414-0 .
- M. Schulz et al., Imagen tridimensional de procesos atómicos de cuatro cuerpos, Nature 422, 48 (2003)
- Erich Schmid, Horst Ziegelmann, El problema de la mecánica cuántica de tres cuerpos, Universidad de California, 1974
- В.Б. Беляев (VB Belyaev), "Лекции по теории малочастичных систем" (Conferencias sobre la teoría de los sistemas de pocos cuerpos), М., Энергоатом из датiz, Moscú, 1986
enlaces externos
- Laboratorio de Física Teórica Bogolyubov (Instituto Conjunto de Investigación Nuclear), Sector Sistemas de pocos cuerpos
- Instituto Conjunto de Investigaciones Nucleares (Rusia)
- Sociedad Estadounidense de Física Grupo temático de pocos cuerpos