科学家揭示超重元素中5g电子的轨道坍缩和双态

在本文中,研究人员成功地证明了在改变原子总角动量J的过程中,5g电子轨道坍缩现象确实存在。此外,他们还发现,在部分超重元素中,相同的Dirac-Fock方程可能产生两个不同的解,这意味着5g电子有可能定位在内阱或外阱中。值得注意的是,在这两种情况下,径向波函数都是无节点的。为了更深入地探究这种双态共存问题,研究人员...

薛定谔方程的意义

这个方程对于理解微观粒子的行为至关重要,它描述了量子系统随时间演化的方式,以及粒子在不同位置出现的概率分布。尽管薛定谔方程的数学形式可能显得抽象且复杂,但它所承载的意义和影响却是深远而广泛的。历史背景与起源在薛定谔之前,物理学家们已经意识到经典物理学无法完全解释原子尺度的现象,比如电子在原子轨道上的运...

模拟微观世界:从薛定谔方程到大原子模型

约瑟夫·汤姆孙发现电子,并在1904年提出“葡萄干布丁模型”描述原子结构;1911年,欧内斯特·卢瑟福通过金箔实验提出原子中存在密集正电核的模型;1913年,尼尔斯·玻尔基于量子化概念提出电子沿特定轨道运动的模型,解释了氢原子光谱线;1926年薛定谔方程的提出标志着原子世界的理论建模基本完成(图1);1928年,结合量子力学与相对...

布洛赫电子的拓扑与几何

非相对论极限下的泡利—薛定谔方程就是狄拉克电子在正能谱上的等效量子理论，其中的自旋轨道耦合即是一种几何物理效应。01拓扑陈数1980年，冯·克利青对半导体界面上一层二维电子气做了低温强磁场条件下的霍尔效应测量[6]。电子气在厚度方向处在量子基态，因而只有平面上两个自由度。磁场加在垂直方向，平面上一...

深度学习解决计算量子化学基本问题,探索物质与光如何相互作用

这些方程足以描述我们周围所有熟悉的物质在原子和原子核层次上的行为。它们的反直觉性质导致了各种奇异现象:超导体、超流体、激光和半导体的存在都是量子效应的结果。而即便是普通的共价键——化学的基本构成单元——也是电子量子相互作用的产物。这些规则在1920年代被提出后,科学家们意识到他们第一次拥有了一个关于...

电子粒子观的蜕变

他在博士论文中把刚从薛定谔那里学到的量子波动方程应用到处于晶体材料周期势场中的电子[14](www.e993.com)2024年11月2日。他惊喜地发现,能量本征波函数仍类似自由状态下的平面波,只是振幅在空间中获得了周期性调制。这个发现为解决平均自由程过大的问题扫平了障碍,因为周期排布的离子实阻挡不了具有这种波函数的电子在晶体中的运动。这种准平面波...

电磁学、磁电学与磁电子学

所以,经典麦克斯韦方程组不足以描述存在自旋极化电流和自旋-轨道耦合的情形。除了自旋极化的电流外,介质中还可以存在无电荷输运的纯自旋流(spincurrent)。自旋波就是一种典型的纯自旋流。自旋波对应的量子叫磁子(magnon),近年来,对自旋波的基础和应用研究形成了磁电子学的一个亚分支——磁子学(magnonics)[12]。

探索| 物理学家的伟大贡献(中)

核心观点三:玻尔轨道假设玻尔理论的第三个核心假设是玻尔轨道假设。这一假设进一步揭示了电子在原子中运动的量子化特征。玻尔认为,电子在原子中的运动轨道是量子化的,每个轨道对应一个特定的能量。电子只能在这些特定的轨道上绕核运动,这些轨道是不连续的。

科普|自旋的故事:从自旋起源到自旋手性

在狄拉克推导出狄拉克方程之前，物理学用薛定谔方程来描述电子的行为。薛定谔方程是一个非相对论性的波动方程。其实，薛定谔在建立薛定谔方程时，目标是建立一个相对论性的量子力学方程。于是，他将相对论能量—动量关系的等式左右两边换为相应算符，再作用于波函数，得到了克莱因—戈尔登方程。虽然克莱因—戈尔登方程的...

两派最聪明头脑的激烈竞争,让化学键理论兼容并蓄

想要深入理解化学键的本质,阐明分子体系中电子的运动规律仍然必须从量子力学出发。但是困难之处在于对任何超过一个电子的化学体系,薛定谔方程不仅无法求得解析解,而且在计算机诞生之前就连数值计算也显得不切实际。为了处理化学键问题,必须发展新的融合理论计算与简明化学图像的近似工具。