Cos'è oscillatore armonico quantistico?

Un oscillatore armonico quantistico è un sistema quantistico che segue l'equazione di Schrodinger per l'oscillatore armonico. Questo sistema è costituito da una particella (come ad esempio un elettrone o un fotone) che oscilla attorno a una posizione di equilibrio, con un'energia che è quantizzata in livelli discreti.

Nell'oscillatore armonico classico, l'energia dell'oscillatore può assumere qualsiasi valore, mentre nell'oscillatore armonico quantistico, l'energia è quantizzata in multipli di una costante fondamentale chiamata energia di Planck ridotta (h-bar).

L'equazione di Schrodinger per l'oscillatore armonico quantistico può essere risolta per ottenere le funzioni d'onda dell'oscillatore. Queste funzioni d'onda descrivono la probabilità di trovare la particella in diverse posizioni e momenti dell'oscillatore.

Inoltre, gli stati energetici dell'oscillatore armonico quantistico sono discreti, cioè esistono solo valori specifici dell'energia dell'oscillatore che la particella può avere. Questi valori energetici sono detti livelli di energia quantizzati.

Un'importante proprietà dell'oscillatore armonico quantistico è che gli stati di energia più bassi sono detti stati fondamentali, e il livello di energia più basso è detto l'energia del vuoto dell'oscillatore. Gli stati energetici più alti corrispondono ad eccitazioni dell'oscillatore.

L'oscillatore armonico quantistico ha importanti applicazioni nella meccanica quantistica, ad esempio nella descrizione dei modi di vibrazione molecolare, nella teoria dei quanti di luce (fotoni) e nella teoria quantistica dei campi.