numero cuantico

Los números cuánticos son unos números asociados a magnitudes físicas conservadasen ciertos sistemas cuánticos. Corresponden con los valores posibles de aquellosobservables que conmutan con el Hamiltoniano del sistema. Los números cuánticos permiten caracterizar los estados estacionarios, es decir los estados propios del sistema.En física atómica, los números cuánticos son valores numéricosdiscretos que indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica deNiels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.En física de partículas, también se emplea el término números cuánticos ara designar a los posibles valores de ciertos observables o magnitud física que poseen un espectro o rango posiblede valores discretos.
En física de partículas diversas leyes de conservación y simetrías se expresan como suma o multiplicación de números cuánticos. Así en interacción de partículas en las que existe cambio de identidades de las partículas, vía creación o destrucción de partículas:la suma de los números cuánticos aditivos de las partículas antes y después de la interacción deben seridénticos.el producto de los números cuánticos multiplicativos de las partículas antes y después de la interacción deben ser idénticos.Un ejemplo de número cuántico multiplicativo es el tipo paridad , cuando un sistema experimenta un cambio bajo algún tipo de interacción que cambia la paridad el resultado de multiplicar los diferentes multiplicandos asociados al tipo de paridad de cada parte del sistema debequedar invariante.

¿Cuántos números cuánticos hacen falta?

La cuestión de "¿cuántos números cuánticos se necesitan para describir cualquier sistema dado?" no tiene respuesta universal, aunque para cada sistema se debe encontrar la respuesta a un análisis completo del sistema. De hecho, en términos más actuales la pregunta se suele formular cómo "¿Cuántos observables conformanun conjunto completo de observables compatible?". Ya que un número cuántico no es más que un autovalor de cada observable de ese conjunto.La dinámica de cualquier sistema cuántico se describe por un Hamiltoniano cuántico, . Existe un número cuántico del sistema correspondiente a la energía, es decir, el autovalordel Hamiltoniano. Existe también un número cuántico para cada operador  que conmuta con el Hamiltoniano(es decir, satisface la relación ). Estos son todos los números cuánticos que el sistema puede tener. Nótese que los operadores  que definen los números cuánticos deben ser mutuamente independientes. A menudo existe más de una forma de elegir un conjunto de operadores independientes. En consecuencia, en diferentes situaciones se pueden usar diferentes conjuntos de números cuánticos para ladescripción del mismo sistema.Ejemplo: Átomos hidrogenoides.

Conjunto de números cuánticos

El conjunto de números cuánticos más ampliamente estudiado es el de un electrón simple en un átomo: a causa de que no es útil solamente en química, siendo la noción básica detrás de la tabla periódica, valencia y otras propiedades, sino también porque es un problema resoluble y realista, y como tal,encuentra amplio uso en libros de texto.En mecánica cuántica no-relativista, el hamiltoniano atómico de un átomo hidrogenoide consiste de la energía cinética del electrón y la energía potencial debida a la fuerza de Coulomb entre el núcleo y el electrón. En átomos más generales es necesario incluir la energía de interacción entre diferentes electrones. La energía cinética puede ser separada en una partedebida al momento angular, J, del electrón alrededor del núcleo, y el resto. Puesto que el potencial es esféricamente simétrico, el Hamiltoniano completo conmuta con J2. A su vez J2 conmuta con cualquiera de los componentes del vector momento angular, convencionalmente tomado como Jz. Estos son los únicos operadores que conmutan mutuamente en este problema; por lo tanto, hay tres números...