Cómo entender las ondas de la materia

Roger Penrose

Erik Torrontegui Muñoz

Debido al caracter dual que presenta la materia, esta se puede comportar como un corpusculo o una onda, lo cual permite que bajo una serie de condiciones el caracter dominante sea el ondulatorio y la materia se comporte como una onda, onda de materia. Aqui radica la base de la Optica Atomica en la que luz y materia intercambian sus papeles. A diferencia de la Optica Clasica en la que la luz es el objeto propagante y la materia es empleada para guiar los haces luminicos, en la Optica Atomica la luz se emplea para modificar el estado interno de los atomos (materia) que son el objeto propagante. Gracias a la estructura interna que poseen los atomos se ganan nuevos grados de libertad internos respecto a la Optica Clasica, ofreciendo asi nuevas posibilidades. De esta forma los atomos no solo se pueden propagar, tambien pueden ser almacenados en trampas opticas, enfriados a temperaturas ultrafrias dando lugar a nuevos estados de la materia, pueden ser controlados con una gran precision, ... La presente Tesis estudia la dinamica de las ondas de materia y en particular los denominados efectos transitorios cuanticos, caracteristicas temporales que presentan las ondas de materia antes de alcanzar un estado estacionario. Ademas se analizara la dinamica de las ondas de materia en guias de onda laser, proponiendose esta configuracion como diodo atomico (dispositivo que consigue que los atomos viajen en un unico sentido independientemente de su movimiento inicial) y como simulador de reacciones quimicas colineales de 3 cuerpos. Finalmente se propondran diversas tecnicas (atajos a la adiabaticidad) para una rapida manipulacion de las ondas de materia sin alterar sus propiedades cuanticas.

José Bernabeu Verdú

Como la quintaesencia aristotélica para el cielo, el flogisto para la combustión, el fluido calórico para los estados de la materia o el éter para las ondas electromagnéticas, las “ondas de materia” de la física cuántica son un reminiscente histórico sin correspondencia real en el mundo natural. El concepto cuántico —no clásico— fundamental es la amplitud de probabilidad, sin importar que haga referencia a propiedades espaciales o internas de los sistemas físicos.

Hans Adolf Bauer

Hans Adolf Bauer

Javier Argüello-Luengo, Alejandro González-Tudela

Numerosos problemas, tanto practicos como fundamentales, requieren comprender como se comportan los electrones que forman un material o participan en una reaccion quimica. Al estar descritos por leyes cuanticas, los metodos numericos clasicos se encuentran muy limitados para describir su comportamiento. El desarrollo de simuladores cuanticos capaces de reproducir las leyes fisicas de estos sistemas ofrecen una alternativa para estudiar estos fenomenos, ayudando con ello a entender la materia que nos rodea.