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Aplicaciones de Física Cuántica

Por el momento, en esta página puedes ver algunos videos que he encontrado por la red sobre evoluciones de la densidad de probabilidad de encontrar una partícula que se mueve en distintos potenciales. En un futuro, comenzaré a introducir aplicaciones de cosecha propia. También podrás encontrar algunos enlaces que incluyen aplicaciones de física cuántica.
Los vídeos que se presentan a continuación han sido desarrollados por Bernd Thaller. Los primeros vídeos muestran la evolución de la densidad de probabilidad para una partícula que se mueve en distintos potenciales. La curva que se ve representada es la densidad de probabilidad (es decir, el módulo al cuadrado de la función de onda), mientras que el color de relleno de la curva da información sobre la fase de la función de onda en cada punto. A cada punto del plano complejo se le asigna un color dependiendo de su fase de acuerdo con el siguiente gráfico.

También hay dos vídeos sobre el movimiento de un paquete de ondas en dos dimensiones. En este caso la intensidad del color representa la densidad de probabilidad de encontrar a la partícula, y el color la fase de la función de onda.  
Movimiento en una dimensión
En este vídeo se puede ver la evolución temporal de la densidad de probabilidad para una partícula que se acerca a una barrera de potencial. Como puede apreciarse la función de onda inicial se divide en dos: parte se refleja y parte se transmite. El paquete de ondas inicial es gaussiano y tiene una energia media igual a la altura de la barrera.
Este vídeo muestra un fenómeno de resonancia. La partícula se acerca a una barrera de potencial seguida de un pozo y una barrera infinita. La parte de la función de onda que ha conseguido entrar en la región de pozo tarda mucho en salir ya que se produce una resonancia.
Este video muestra un potencial antireflectante. La función de onda atraviesa el potencial sin producirse reflexión.
En este video se puede ver la evolución temporal de la densidad de probabilidad para una partícula que se mueve en el potencial de un oscilador armónico simple. Como puede apreciarse, el movimiento es similar al movimiento clásico. El paquete de ondas inicial es gaussiano.
   
Movimiento en dos dimensiones
Este vídeo muestra el experimento de las dos rendijas. Cuando la partícula (representada mediante una función de onda) alcanza las rendijas, parte de la función de onda se refleja y parte se transmite. Tanto en la onda reflejada como en la transmitida se pueden apreciar máximos y mínimos de interferencia.
En este vídeo se muestra la interacción de un paquete de ondas con un potencial de la forma -exp(-r^2). El parámetro de impacto es distinto de cero, de modo que la partícula no se dirige hacia el centro dispersor y no se produce por tanto una dispersión simétrica del paquete de ondas. En la onda dispersada se pueden apreciar también máximos y mínimos. Para estudiar este fenómeno hay que aplicar la teoría cuántica de la dispersión que se ve en la asignatura de Mecánica Cuántica.
  Por último, la siguiente applet ha sido desarrollada por J. L. Richardson y permite analizar la evolución temporal del un paquete de ondas en una barrera de potencial.