MECÂNICA GRACELI GENERALIZADA - QUÂNTICA TENSORIAL DIMENSIONAL RELATIVISTA DE CAMPOS [876]

MECÂNICA GRACELI GENERALIZADA - QUÂNTICA TENSORIAL DIMENSIONAL RELATIVISTA DE CAMPOS.

MECÃNICA GRACELI GERAL - QTDRC.

$equação Graceli dimensional relativista tensorial quântica de campos$

$\psi ^{*}$

$[$ $\psi ^{*}$ $\psi ^{*}$ $G_{\mu \nu }\$ $T_{\mu \nu }$ G $T^{\nu }{}_{\alpha }$ $-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}$ $.$ = $\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle$ /

$G_{\mu \nu }\$ $T_{\mu \nu }$ G $T^{\nu }{}_{\alpha }$

$\psi ^{*}$

//////

[

$\psi ^{*}$

$TeoriaInteraçãomediadorMagnitude relativaComportamentoFaixaCromodinâmicaForça nuclear forteGlúon10411/r71,4 × 10-15 mEletrodinâmicaForça eletromagnéticaFóton10391/r2infinitoFlavordinâmicaForça nuclear fracaBósons W e Z10291/r5 até 1/r710-18 mGeometrodinâmicaForça gravitacionalgráviton101/r2infinito$

Teoria	Interação	mediador	Magnitude relativa	Comportamento	Faixa
Cromodinâmica	Força nuclear forte	Glúon	1041	1/r7	1,4 × 10-15 m
Eletrodinâmica	Força eletromagnética	Fóton	1039	1/r2	infinito
Flavordinâmica	Força nuclear fraca	Bósons W e Z	1029	1/r5 até 1/r7	10-18 m
Geometrodinâmica	Força gravitacional	gráviton	10	1/r2	infinito

$G* = OPERADOR DE DIMENSÕES DE GRACELI.$

DIMENSÕES DE GRACELI SÃO TODA FORMA DE TENSORES, ESTRUTURAS, ENERGIAS, ACOPLAMENTOS, , INTERAÇÕES E CAMPOS, DISTRIBUIÇÕES ELETRÔNICAS, ESTADOS FÍSICOS, ESTADOS QUÂNTICOS, ESTADOS FÍSICOS DE ENERGIAS DE GRACELI, E OUTROS.

/ $\psi ^{*}$ [ $\psi ^{*}$ ${\boldsymbol {\mu }}$ ] $\lambda$ ω ${\mathcal {T}}$ , $\sigma$ , $\psi$ $F^{\mu \nu }$ $T^{\mu \nu }$ $P^{\mu }\!$ $-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}$ $.$ = $\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle$

MECÂNICA GRACELI GENERALIZADA - QUÂNTICA TENSORIAL DIMENSIONAL RELATIVISTA DE CAMPOS. EM :

Em física, uma quantização é um procedimento matemático que atribui um valor específico a um sistema físico; assim contrariando a ideia de que determinadas unidades, como energia e carga elétrica, eram continuas.

Definição formal[editar | editar código-fonte]

Concretamente dada a descrição hamiltoniana de um sistema clássico mediante uma variedade simplética $({\mathcal {M}},\omega )$ pode ser definida^[1] formalmente o processo de quantização como a construção de um espaço de Hilbert ${\mathcal {H}}$ tal que ao conjunto de magnitudes físicas ou observáveis medíveis no sistema clássico $f_{i}\,$ se assinala um conjunto de observáveis quânticos ou operadores auto-adjuntos ${\hat {f}}_{i}$ tais que:

$(f_{i}+f_{j}){\hat {}}={\hat {f}}_{j}+{\hat {f}}_{j}$
$(\lambda f_{i}){\hat {}}=\lambda {\hat {f}}_{j}\qquad \lambda \in \mathbb {R}$
$\{f_{i},f_{j}\}{\hat {}}=-i[{\hat {f}}_{i},{\hat {f}}_{j}]$
${\hat {1}}=I_{\mathcal {H}}$
Os operadores de posição ${\hat {q}}_{i}$ e seus momentos conjugados ${\hat {p}}_{i}$ atuam irreduzivelmente sobre ${\mathcal {H}}$ .

Onde $I_{\mathcal {H}}$ é a aplicação identidade sobre o espaço de Hilbert assinado ao sistema, $\{\cdot ,\cdot \}$ é o parênteses de Poisson e $[\cdot ,\cdot ]$ é o comutador de operadores.

Pelo teorema de Stone-von Neumann a condição (5) implica que os graus de libertade de deslocamento nos obrigam a tomar ${\mathcal {H}}\approx L^{2}(\mathbb {R} ^{n})$ e um operador é multiplicativo e outro derivativo. Assim usam-se a representação em forma de função de onda em termos das coordenadas espaciais:

{\hat {q}}_{i}\psi (q_{i})=q_{i}\psi (q_{i})\qquad {\hat {p}}_{i}\psi (q_{i})=-i\hbar {\frac {\partial }{\partial q_{i}}}\psi (q_{i})

/ $\psi ^{*}$ [ $\psi ^{*}$ ${\boldsymbol {\mu }}$ ]

\lambda

{\mathcal {T}}

\sigma

\psi

F^{\mu \nu }

T^{\mu \nu }

P^{\mu }\!

-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}

.

\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

Usa-se a representação em forma de função de onda em termos das coordenadas de momento conjugado:

{\hat {p}}_{i}\psi (p_{i})=p_{i}{\tilde {\psi }}(p_{i})\qquad {\hat {q}}_{i}\psi (p_{i})=-i\hbar {\frac {\partial }{\partial p_{i}}}{\tilde {\psi }}(p_{i})

/ $\psi ^{*}$ [ $\psi ^{*}$ ${\boldsymbol {\mu }}$ ]

\lambda

{\mathcal {T}}

\sigma

\psi

F^{\mu \nu }

T^{\mu \nu }

P^{\mu }\!

-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}

.

\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

Sistemas quantizáveis[editar | editar código-fonte]

Um sistema hamiltoniano clássico definido sobre uma variedade simplética $({\mathcal {M}},\omega )$ se chama quantizável se existe um $S^{1}$ -fibrado principal $\pi :{\mathcal {Q_{M}}}\to {\mathcal {M}}$ e uma 1-forma $\alpha \;$ sobre ${\mathcal {Q_{M}}}$ , chamada variedade de quantização, tal que:

$\alpha \;$ é invariante sob a ação de $S^{1}[\approx U(1)]$
$\pi ^{*}\omega =d\alpha \;$

Um resultado recolhido em Steenrod 1951 implica que uma variedade é quantizável se a segunda classe de co-homologia satisfaz certa propriedade:

$({\mathcal {M}},\omega )$ é quantizável se e somente se $\omega /h\in H^{2}({\mathcal {M}},\mathbb {Z} )$ ,

/ $\psi ^{*}$ [ $\psi ^{*}$ ${\boldsymbol {\mu }}$ ]

\lambda

{\mathcal {T}}

\sigma

\psi

F^{\mu \nu }

T^{\mu \nu }

P^{\mu }\!

-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}

.

\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle

ou seja, a integral da forma simplética integrada sobre uma variedade compacta de dimensão 2 é um número inteiro multiplicado pela constante de Planck. É mais naqueles casos em que existe mais de um modo de quantizar um sistema clássico, as diferentes quantizações podem classificar-se de acordo com a forma de $H^{1}({\mathcal {M}},\mathbb {Z} )$

Química quântica é a teoria avançada igualada a química teórica, no qual aplicam-se ferramentas da mecânica quântica e teoria quântica de campos para abordar problemas em química. Visa descrever, explicar e prever o comportamento de sistemas físico-químicos microscópicos, com base no comportamento eletrônico de átomos, moléculas íons e redes cristalinas, como as relacionadas com sua reatividade. Este campo científico situa-se na fronteira entre a química e a física, e significativas contribuições tem sido feitas por cientistas de ambos os campos. Ela tem uma forte e ativa sobreposição com os campos da física atômica e física molecular, assim como com a físico-química.

Limitações[editar | editar código-fonte]

A química quântica descreve o comportamento fundamental da matéria na escala molecular.^[1] Ou seja, a princípio, permite descrever todos os sistemas químicos usando-se esta teoria. Na prática, somente os mais simples sistemas químicos podem realisticamente ser investigados em termos mecânico quânticos, dada a imensa elaboração necessária do formalismo matemático para se analisar sistemas mais complexos, e aproximações devem ser feitas para propósitos mais prático (e.g., métodos Hartree-Fock, pós Hartree-Fock ou teoria do funcional da densidade, ver química computacional para mais detalhes).

Não obstante, com o excepcional progresso das técnicas computacionais, se pode tomar para estudo sistemas cada vez mais complicados, graças a uma fartura de métodos computacionais.No aspecto puramente computacional, um exemplo disso é o Método de Monte Carlo para cálculo das integrais resultantes dos modelos teóricos. Outro tópico importante é a técnica das perturbações, onde o sistema a ser analisado é aproximado por outro mais simples, do qual o primeiro é considerado uma perturbação.

Dado que uma compreensão detalhada de mecânica quântica não é necessária para a maior parte da química, como as implicações importantes da teoria (principalmente a aproximação orbital) pode ser entendida e aplicada em termos mais simples.

Fundamentos[editar | editar código-fonte]

Em mecânica quântica o Hamiltoniano, ou o estado físico, de uma partícula pode ser expresso como a soma de dois operadores, um correspondendo a energia cinética e outro a energia potencial. O Hamiltoniano na equação de onda de Schrödinger usada na química quântica não contém termos para o spin do elétron.

Soluções da equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio resulta a forma da função de onda para orbitais atômicos, e a energia relativa dos vários orbitais. A aproximação orbital pode ser usada para entender-se os outros átomos e.g. hélio, lítio e carbono.

Postulados da Mecânica Quântica[editar | editar código-fonte]

Existem cinco postulados referentes a Mecânica Quântica, os quais servem de base para a resolução de problemas em Química Quântica. A Mecânica Quântica estuda a matéria a partir da dualidade onda-partícula, e entende que uma partícula se distribui no espaço como onda, ao invés de se deslocar no espaço com trajetória definida. Nela o caráter determinístico da trajetória é substituído por um caráter probabilístico da função de onda. ^[2]

1 - A função de onda e suas informações:[editar | editar código-fonte]

O estado de um sistema é descrito por uma função Ψ das coordenadas espaciais e do tempo. Em outras palavras, este postulado vai nos dizer que todas as informações do sistema, poderão ser determinadas na função de onda. Esta função deve ser uniforme, contínua e de derivadas contínuas (como mostra a imagem a seguir) sendo assim será possível elevar a função ao quadrado e a integrar, nos dando um valor real.

2 - Os Operadores[editar | editar código-fonte]

Um operador indica as operações matemáticas que devem ser realizadas sobre uma função. Para qualquer observável físico vai existir um operador, linear e Hermitiano. Os operadores Hermitianos possuem dois teoremas, os quais afirmam que os autovalores de um operador são reais e as autofunções de um operador são ortogonais. Encontramos estes operadores escrevendo a expressão clássica para o observável em termos das coordenadas de posição e componentes do momento linear, passando para os seguintes temos:

/ $\psi ^{}$* [ $\psi ^{}$* ${\boldsymbol {\mu }}$ ] $\lambda$ ω ${\mathcal {T}}$ , $\sigma$ , $\psi$ $F^{\mu \nu }$ $T^{\mu \nu }$ $P^{\mu }\!$ $-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}$ $.$ = $\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle$ 3 - Os valores dos Observáveis Físicos[editar | editar código-fonte]

Os valores que se obtém ao medir uma propriedade de um sistema, são autovalores do operador. Seja A uma matriz quadrada n x n. Um autovalor de A é um vetor, não nulo, v, tal que: Av = λv para algum escalar λ. O escalar de λ é chamado de autovalor, isto é, quando existe uma solução não trivial v de Av = λv. Já o vetor v é chamado de autovetor associado ao autovalor λ.

4- Valor Médio[editar | editar código-fonte]

Partindo do ponto que a função da onda (Ψ), esteja normalizada o valor médio de um observável físico no tempo, será a Integral da função conjugada, o operador e a função da onda:

/ $\psi ^{}$* [ $\psi ^{}$* ${\boldsymbol {\mu }}$ ] $\lambda$ ω ${\mathcal {T}}$ , $\sigma$ , $\psi$ $F^{\mu \nu }$ $T^{\mu \nu }$ $P^{\mu }\!$ $-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}$ $.$ = $\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle$ 5 - Evolução Temporal[editar | editar código-fonte]

Para representar um sistema, em mecânica quântica, e sua evolução no tempo é utilizada a equação de Schrödinger dependente do tempo:

{\displaystyle \psi ^{*}} — Equação de Schrödinger dependente do tempo / *$\psi ^{*}$* [ *$\psi ^{*}$* *${\boldsymbol {\mu }}$* ] $\lambda$ ω ${\mathcal {T}}$ , $\sigma$ , $\psi$ $F^{\mu \nu }$ $T^{\mu \nu }$ $P^{\mu }\!$ $-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}$ $.$ = $\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle$

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/ $\psi ^{}$* [ $\psi ^{}$* ${\boldsymbol {\mu }}$ ] $\lambda$ ω ${\mathcal {T}}$ , $\sigma$ , $\psi$ $F^{\mu \nu }$ $T^{\mu \nu }$ $P^{\mu }\!$ $-i\hbar {\frac {\partial }{\partial x_{n}}}$ $.$ = $\left|\psi ({\vec {r}},t)\right\rangle$ 5 - Evolução Temporal[editar | editar código-fonte]