Mecânica quântica relativística

Na física, a mecânica quântica relativista (RQM) é qualquer formulação covariante de Poincaré de mecânica quântica. Esta teoria é aplicável a partículas massivas[1] que se propagam em todas as velocidades até as comparáveis à velocidade da luz c e podem acomodar partículas sem massa.[2][3] A teoria tem aplicação em física de alta energia,[4] física de partículas e física de aceleradores,[5][6] bem como física atômica, química[7] e física da matéria condensada.[8][9]

Mecânica quântica
Princípio da Incerteza
Introdução à mecânica quântica

Formulação matemática

Operador de velocidade

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O operador de velocidade Schrödinger/Pauli pode ser definido para uma partícula maciça usando a definição clássica p = m v, e substituindo os operadores quânticos da maneira usual:[10]

que possui autovalores que possuem qualquer valor. Na RQM, a teoria de Dirac, é:

que deve ter autovalores entre ± c. Mais antecedentes teóricos podem ser visto na transformação de Foldy-Wouthuysen.[11][12][13][14]

História

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Os eventos que levaram à criação e estabelecimento da Mecânica Quântica Relativística, bem como sua continuação no domínio da Eletrodinâmica Quântica (QED)[15]. Mais de meio século de pesquisa experimental e teórica, desde a década de 1890 até a década de 1950, na nova e misteriosa teoria quântica em ascensão, revelou que vários fenômenos não podiam ser explicados apenas pela Mecânica Quântica. A Relatividade Especial, descoberta no início do século XX, foi identificada como um componente necessário para a unificação: a RQM.[16] Previsões teóricas e experimentos concentraram-se principalmente na recém-descoberta física atômica, física nuclear e física de partículas; considerando a espectroscopia, difração e dispersão de partículas, bem como os elétrons e núcleos dentro de átomos e moléculas. Inúmeros resultados são atribuídos aos efeitos do spin.

Ver também

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Referências

  1. Folman, R.; Recami, E. (1995). «On the Phenomenology of Tachyon Radiation». arXiv:hep-th/9508166  [hep-th] 
  2. Valencia, G. (1992). «Anomalous Gauge-Boson Couplings At Hadron Supercolliders». AIP Conference Proceedings. 272: 1572–1577. Bibcode:1992AIPC..272.1572V. arXiv:hep-ph/9209237 . doi:10.1063/1.43410 
  3. Debrescu, B. A. (2004). «Massless Gauge Bosons Other Than The Photon». Physical Review Letters. 94 (15): 151802. Bibcode:2005PhRvL..94o1802D. PMID 15904133. arXiv:hep-ph/0411004 . doi:10.1103/PhysRevLett.94.151802 
  4. D.H. Perkins (2000). Introduction to High Energy Physics. [S.l.]: Cambridge University Press. ISBN 0-521-62196-8 
  5. B. R. Martin, G.Shaw. Particle Physics. Col: Manchester Physics Series 3rd ed. [S.l.]: John Wiley & Sons. p. 3. ISBN 978-0-470-03294-7 
  6. Courant, E. D.; Snyder, H. S. (janeiro de 1958). «Theory of the alternating-gradient synchrotron» (PDF). Annals of Physics. 3 (1): 1–48. Bibcode:2000AnPhy.281..360C. doi:10.1006/aphy.2000.6012 
  7. M.Reiher, A.Wolf (2009). Relativistic Quantum Chemistry. [S.l.]: John Wiley & Sons. ISBN 3-527-62749-9 
  8. P. Strange (1998). Relativistic Quantum Mechanics: With Applications in Condensed Matter and Atomic Physics. [S.l.]: Cambridge University Press. ISBN 0-521-56583-9 
  9. P. Mohn (2003). Magnetism in the Solid State: An Introduction. Col: Springer Series in Solid-State Sciences Series. 134. [S.l.]: Springer. p. 6. ISBN 3-540-43183-7 
  10. P. Strange (1998). Relativistic Quantum Mechanics: With Applications in Condensed Matter and Atomic Physics. [S.l.]: Cambridge University Press. p. 206. ISBN 0-521-56583-9 
  11. Foldy, L. L.; Wouthuysen, S. A. (1950). «On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and its Non-Relativistic Limit» (PDF). Physical Review. 78: 29–36. Bibcode:1950PhRv...78...29F. doi:10.1103/PhysRev.78.29 
  12. Foldy, L. L. (1952). «The Electromagnetic Properties of the Dirac Particles». Physical Review. 87 (5): 688–693. Bibcode:1952PhRv...87..688F. doi:10.1103/PhysRev.87.688 
  13. Pryce, M. H. L. (1948). «The mass-centre in the restricted theory of relativity and its connexion with the quantum theory of elementary particles». Proceedings of the Royal Society of London A. 195: 62–81. Bibcode:1948RSPSA.195...62P. doi:10.1098/rspa.1948.0103 
  14. Tani, S. (1951). «Connection between particle models and field theories. I. The case spin 1/2». Progress of Theoretical Physics. 6: 267–285. Bibcode:1951PThPh...6..267T. doi:10.1143/ptp/6.3.267 
  15. Eisberg, Robert Martin; Resnick, Robert (1985). Quantum physics of atoms, molecules, solids, nuclei, and particles. Internet Archive. [S.l.]: New York : Wiley 
  16. Goscinski, Osvaldo (janeiro de 1978). «Quanta: A handbook of concepts. P. W. Atkins. Oxford chemistry series, 1974. price: £3.50 (paperback), £6.50 (hardcover).». International Journal of Quantum Chemistry (1): 159–159. ISSN 0020-7608. doi:10.1002/qua.560130114. Consultado em 2 de agosto de 2023 
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