Divulgación efecto tunel

[petruxx]

(Viene de una disursion que se apartaba del tema original y por eso se ha abierto otro hilo. Tambien se han quitado ciertas tonterias que no vienen al caso.)

...La única información que se obtiene, a dia de hoy, del efecto túnel es el estado inicial de la particula, y nada se obtiene del estado intermedio, por eso en la teoria se supone que el estado intermedio esta bien definido para poder hacer asi un empalme con el estado final, vamos que lo unico que esta bien definido son el estado inicial, el estado final y las condiciones de contorno,...

[FONT=Calibri]No es una suposicion, es la unica suposicion. Es el unico estado que puede enlazar los estados inicial y final de los que hablas y es tan real como estos.[/FONT]

lo que ocurre en el estado intermedio es una mera suposición pues como bien sabes en mecanica cuantica (en la que te veo muy implicado) si no interaccionas con el sistema no puedes saber en que estado esta, y si interaccionas con el ya estas modificando el estado del sistema.

[FONT=Calibri]Efectivamente necesitas interaccionar con el estado para detectarlo y eso lo cambia. El “truco” esta en que dependiendo como lo cambie, lo que midas, asi era el estado original. El estado puede llegar a desaparecer pero obtenemos informacion de cual era ese estado que desaparecio.[/FONT]

Asi que lo dicho, dime como mides el estado de la particula entre el estado inicial y el final porque no sabria como hacerlo la verdad y seria bastante interesante porque no hay indicios experimentales de que se haya medido.

[FONT=Calibri]Yo tampoco sabria como medirlo, pero se que se puede medir.[/FONT]

[Sartie]

Re: efecto tunel

(Viene de una disursion que se apartaba del tema original y por eso se ha abierto otro hilo. Tambien se han quitado ciertas tonterias que no vienen al caso.)


[FONT=Calibri]No es una suposicion, es la unica suposicion. Es el unico estado que puede enlazar los estados inicial y final de los que hablas y es tan real como estos.[/FONT]

[FONT=Calibri]Efectivamente necesitas interaccionar con el estado para detectarlo y eso lo cambia. El “truco” esta en que dependiendo como lo cambie, lo que midas, asi era el estado original. El estado puede llegar a desaparecer pero obtenemos informacion de cual era ese estado que desaparecio.[/FONT]


[FONT=Calibri]Yo tampoco sabria como medirlo, pero se que se puede medir.[/FONT]

ya te dije que no iba a perder mas el tiempo discutiendo contigo de esto hasta que no tengas argumentos mas potentes

[petruxx]

Re: efecto tunel

No es mi intencion prolongar esta discursion. Inicie el hilo porque entendi que era lo que me pedian que hiciera. La ecuacion de Schrödinger estacionaria es

$$\frac{\dd^2}{\dd x^2} \psi(x) = - \frac{2m}{\hbar^2} (E-V(x)) \psi(x)$$

que dependiendo como sea V(x) te las puedes arreglar de una forma u otra para solucionarla, para obtener $\psi(x)$. Cuando la obtengas esa funcion estara definida para todo "x", desde -infinito hasta +infinito. Si tu dices que esa funcion que describe lo que pasa en la "region prohibida clasicamente" es "una hipotesis matematica", a diferencia de la que describe la region "no prohibida clasicamente" ,que no lo es, solo veo dos alternativas :

a) Buscas un "ruso" que confirme lo que dices. No creo que lo encuentres, los rusos no se atreven a tanto.
b) Afirmas que es una conclusion a la que has llegado tu solito, y la razonas mas o menos (cosa que creo que es lo que has hecho).

Los demas (yo) te damos nuestra opinion y no hay mas discursion posible.
(Sin peleas, "sartie", solo opiniones mas o menos justificadas. Que aqui nadie es dios.)

[Sartie]

Re: efecto tunel

Claro tio, yo no discuto por discutir si lo que dices esta bastante bien, pero hay una cosa donde fallas y es que la region del espacio donde esta la barrera es una region que no esta bien definida para la particula en cuestion. Si estuviese bien definida circularia por ella o no sin ningun problema, la cosa es que no esta bien definida por eso digo que no puedes estar al 100% seguro de lo que ocurre alli, piensalo.

Si no piensa esto, cuando uno hace una imagen con un microscopio de efecto tunel el electron esta inicialmente sobre la superficie,en un estado mas o menos ligado y despues salta a una punta metalica, donde se recoloca en un estado libre de esa punta metalica con una energia igual o menor a la del estado inicial.
La region clasicamente prohibida es una region donde solo existe el vacio por tanto la funcion de onda no deberia ser la misma, no? no se como lo ves pero no creo que la funcion de onda de un electron en un metal o semiconductor sea igual que la funcion de onda en el vacio

[petruxx]

Re: efecto tunel

No se que decir sin repetir lo ya dicho. Yo lo veo de la siguiente forma:

- la funcion de onda $\phi(x)$ que describe al electron es unica. Solo hay una (bueno, hay infinitas .. no seamos quisquilosos).
- Esta funcion $\phi(x)$ esta definida entre -infinito y +infinito.
- Cuando en esta ecuacion $\phi(x)$ ponemos los "x" que estan en la "region permitida" te dice la amplitud de probabilidad de encontrar al electron en esa region con las propiedades que te dice que el electron tiene.
- Cuando en esta ecuacion $\phi(x)$ ponemos los "x" que estan en la "region no permitida" te dice la amplitud de probabilidad de encontrar al electron en esa region con las propiedades que te dice que el electron tiene.

No entiendo o creo que no tienen sentido cosas como:

-"... y es que la region del espacio donde esta la barrera es una region que no esta bien definida para la particula en cuestion."
-" ... Si estuviese bien definida circularia por ella o no sin ningun problema, la cosa es que no esta bien definida por eso digo que no puedes estar al 100% seguro de lo que ocurre alli"
-"... no creo que la funcion de onda de un electron en un metal o semiconductor sea igual que la funcion de onda en el vacio"

Con respecto a la ultima de las citas, lo dicho: "la funcion es unica y describe lo que pasa entre medio y dentro de ". Si tienes dos sistemas separados, uno en el vacio y otro en el semiconductor, evidentemente las funciones de onda en cada caso seran disitintas. Pero aqui tienes un unico sistema y un unico electron: " la funcion de onda es unica".

Es mi opinion ( y creo que es la misma que la que tienen los que escriben libros de cuantica).

[Sartie]

Re: efecto tunel

No se que decir sin repetir lo ya dicho. Yo lo veo de la siguiente forma:

- la funcion de onda $\phi(x)$ que describe al electron es unica. Solo hay una (bueno, hay infinitas .. no seamos quisquilosos).
- Esta funcion $\phi(x)$ esta definida entre -infinito y +infinito.
- Cuando en esta ecuacion $\phi(x)$ ponemos los "x" que estan en la "region permitida" te dice la amplitud de probabilidad de encontrar al electron en esa region con las propiedades que te dice que el electron tiene.
- Cuando en esta ecuacion $\phi(x)$ ponemos los "x" que estan en la "region no permitida" te dice la amplitud de probabilidad de encontrar al electron en esa region con las propiedades que te dice que el electron tiene.

No entiendo o creo que no tienen sentido cosas como:

-"... y es que la region del espacio donde esta la barrera es una region que no esta bien definida para la particula en cuestion."
-" ... Si estuviese bien definida circularia por ella o no sin ningun problema, la cosa es que no esta bien definida por eso digo que no puedes estar al 100% seguro de lo que ocurre alli"
-"... no creo que la funcion de onda de un electron en un metal o semiconductor sea igual que la funcion de onda en el vacio"

Con respecto a la ultima de las citas, lo dicho: "la funcion es unica y describe lo que pasa entre medio y dentro de ". Si tienes dos sistemas separados, uno en el vacio y otro en el semiconductor, evidentemente las funciones de onda en cada caso seran disitintas. Pero aqui tienes un unico sistema y un unico electron: " la funcion de onda es unica".

Es mi opinion ( y creo que es la misma que la que tienen los que escriben libros de cuantica).

me parece que tu has visto muchas veces cosas del tipo Fi(x) pero nunca has tratado de resolverlo, pues mira te planteo un problema sencillo, resuelve cuantitativamente la probabilidad de encontrar una particula en la posición x=0. Tomamos un potencial que sea cero en todas partes menos en la region -1<x<1 donde vale 2E (por ejemplo), a ver si consigues resolverlo o no porque que yo recuerde no se puede sin mecanocuanticamente, se necesitan aproximaciones o metodos numericos.

Por cierto tener dos electrodos separados por el vacio es exactamente lo mismo que este problema que te he planteado salvo que en el caso de los electrodos V(x) es infinito (una delta de dirac en realidad), esto lo digo porque segun dices son cosas distintas, ahi flipo.

[petruxx]

Re: efecto tunel

El que "no recuerdes" no me parece una razon poderosa para defender una idea. Quizas deberias "recordar", resolverlo tu y demostrarme que para x=0 no hay ninguna funcion-solucion que de la probabilidad de encontrar la particula alli. Te aseguro que a mi esto me convenceria ( a mi y a todos los que han escrito algun libro sobre cuantica).

Con respecto al resto de tu mensaje...
" yo te he dado mi opinion y tu me has dado la tuya"
...un cambio en el que, por lo que veo, yo he debido de salir ganando.

[Sartie]

Re: efecto tunel

El que "no recuerdes" no me parece una razon poderosa para defender una idea. Quizas deberias "recordar", resolverlo tu y demostrarme que para x=0 no hay ninguna funcion-solucion que de la probabilidad de encontrar la particula alli. Te aseguro que a mi esto me convenceria ( a mi y a todos los que han escrito algun libro sobre cuantica).

Con respecto al resto de tu mensaje...
" yo te he dado mi opinion y tu me has dado la tuya"
...un cambio en el que, por lo que veo, yo he debido de salir ganando.

Ya lo he resuelto, esta misma tarde y queda una funcion que pa que , por eso te lo digo que lo hagas. Por eso y porque eres tu el que tiene que demostrar algo, yo solo pongo en duda lo que dices. Para demostrar que tu hipotesis es correcta deberias demostrar que es correcta, no debes formularla y luego quedarte de brazos cruzados esperando que alguien demuestre que no es correcta, eso no es ciencia, eso es lo que tu haces.

Si quieres seguir pensando eso me parece estupendo pero no he encontrado nada que hable de la probabilidad de encontrar la particula en el propio pozo, ¿por qué? pues porque la particula no esta en el pozo, no puede estar ahi. Tampoco he encontrado nada sobre que se pueda medir el estado de la particula en el pozo, hay varios foros en los que se dice que si, te dan referencias de algunos articulos pero luego en esos articulos no se menciona esto.

Es sencillo de entender, si la particula estuviese en el pozo violarias la propia mecanica cuantica. Te planteo un ejemplo y te lo piensas un poco: Imeginate un atomo de hidrogeno con su electron en el estado de menor energia posible. Se interaciona con el atomo cediendole algo de energia, menor que la energia de transicion entre el estado fundamental y el primer excitado. Imaginate que en esta disposicion el electron decide que quiere saltar al siguiente estado aunque no tiene energia suficiente para hacerlo y lo hace (esto ocurre, hay una probabilidad no nula de que ocurra y esta demostrado que ocurre si no te lo crees te mando por ejemplo un nature de 2007 de un tio del max planck, no recuerdo su nombre lo siento). Pues bien el electron por efecto tunel promociona al siguiente estado. Segun tu el electron ha estado fisicamente en el espacio (llamese espacio de configuraciones) que separa ambos estados (segun palabras tuyas la funcion de onda esta definida en todo el espacio por tanto la particula puede estar en todas las regiones del espacio), pero he aqui un contradiccion pues estando el electron ligado al atomo, dicho electron solo podra estar en ciertos niveles de energia y nunca en niveles intermedios, como reza la mecanica cuantica, ¿entonces como explicas eso?, ¿como es posible que la mecanica cuantica diga que el electron solo puede estar en el nivel A o en el nivel B, pero que segun tu razonamiento sobre el efecto tunel podria estar entre medias?. No entiendo por favor explicamelo porque no me aclaro.

[Jose D. Escobedo]

Re: efecto tunel

Creo que traen un muy buen debate aqui. Voy a dar mi punto de vista y espero no molestarlos mucho.

A mi parecer creo que esta bien definida la funcion de onda en la barrera potencial y esto va de acuerdo con la ecuacion de Schr$\ddot o$dinger. $\hat H \psi = E \psi$, pero la particula no esta bien definida en tal barrera potencial. Para mi la particula es una cantidad real mientras que la funcion de onda es una cantidad compleja. Son dos cosas muy diferentes, es cierto que existe una relacion pero no son las mismas cosas.

Si se presupone que la particula tiene una energia menor que la barrera potencial, esta necesitara de una energia extra para pasarla la cual puede ser obenida de donde yo quiera imaginarmelo ,las posibilidades son variadas. El derecho creo que me lo da el principio de Heisenberg; porque en ese momento esta particula viola la consevacion de la energia por un pequeño instante de acuerdo con: $\displaystyle \sigma_E \sigma_t \ge \frac{\hbar}{2}$ que mas tarde esa particula tendra que devolver esa energia, para asi estar de acuerdo con la consevacion de la energia.

Ahora bien, si se quisiera saber que pasa con la particula adentro de la barrera potencial, se tendrian que usar intrumentos combirtiendo este fenomeno en otro nuevo en el que se tiene que tomar en cuenta dicha interaccion.

[petruxx]

Re: efecto tunel

Ya lo he resuelto, esta misma tarde y queda una funcion que pa que , por eso te lo digo que lo hagas. Por eso y porque eres tu el que tiene que demostrar algo, yo solo pongo en duda lo que dices. Para demostrar que tu hipotesis es correcta deberias demostrar que es correcta, no debes formularla y luego quedarte de brazos cruzados esperando que alguien demuestre que no es correcta, eso no es ciencia, eso es lo que tu haces.

Cuando alguien se plantea un problema fisico con ecuaciones matematicas lo primero que se pregunta es ...
¿... existen soluciones ...?
¿...son unicas ... ?
¿ ...tienen las condiciones para considerarlas fisicamente aceptables...?

Todo el siglo XIX se dedico practicamente a responder esta pregunta clasicamente. En " la general", en las nuevas teorias de la evolucion de universo, en todo lo nuevo que va saliendo, el primer escollo que deben soltear es ...

¿...me esta diciendo algo la teoria... ? <----> ¿ ...existen soluciones ...?

Bajo condiciones muy generales para el potencial V(x) de la ecuacion de Schrodinger se conoce la respuesta a esa pregunta. Algunas referencias al problema general de la existencia y unicidad de las soluciones de las ecuaciones diferenciales puedes encontrarlas en

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%...adas_parciales
http://es.wikipedia.org/wiki/Teorema...-Lindel%C3%B6f
http://www.slideshare.net/edvinogo/u...al&rel=1556890

Yo no tengo que demostrarte nada.

....Te planteo un ejemplo y te lo piensas un poco: Imeginate un atomo de hidrogeno con su electron en el estado de menor energia posible. Se interaciona con el atomo cediendole algo de energia, menor que la energia de transicion entre el estado fundamental y el primer excitado. Imaginate que en esta disposicion el electron decide que quiere saltar al siguiente estado aunque no tiene energia suficiente para hacerlo y lo hace (esto ocurre, hay una probabilidad no nula de que ocurra y esta demostrado que ocurre si no te lo crees te mando por ejemplo un nature de 2007 de un tio del max planck, no recuerdo su nombre lo siento)...

No se si recuerdas el efecto fotoelectrico. Si los fotones no tienen suficiente energia, por muchos que sean, no consiguen que ni un solo electron salga del metal.

Es muy sutil eso de "..cediendole algo de energia, menor ..". Y tambien eso "tio del Max Planck", pero a lo mejor ese "tio" no dice lo que tu estas diciendo.
La energia tiene que conservarse.

...segun palabras tuyas la funcion de onda esta definida en todo el espacio por tanto la particula puede estar en todas las regiones del espacio...

Esta definida en todo el espacio, si, y ese valor puede ser cero. El "cero" es un numero tan bonito como otro cualquiera.

pero he aqui un contradiccion pues estando el electron ligado al atomo, dicho electron solo podra estar en ciertos niveles de energia y nunca en niveles intermedios, como reza la mecanica cuantica, ¿entonces como explicas eso?,

Pensando un poco de que se esta hablando y que significan las palabras que se estan utilizando:

"estar" --> puede indicar posicion, pero en esta frase significa "ser".

¿como es posible que la mecanica cuantica diga que el electron solo puede estar en el nivel A o en el nivel B, pero que segun tu razonamiento sobre el efecto tunel podria estar entre medias?. No entiendo por favor explicamelo porque no me aclaro.

El "estar" que aparece primero significa "ser" y el "estar" que aparece segundo significa "posicion".

En el español hay dos verbos, "ser" y "estar" que se utilizan para indicar cosas distintas. Los que crearon el idioma, los antiguos, eran muy sabios y pensaban que el mundo era "cuantico", no "clasico". Luego vino la "mecanica clasica", la gente se lio y los dos verbos empezaron a utilizarse indistintamente.

Habra que volver a separarlos.

P.D. ¿ Donde esta el Gran Caiman ... el que se fue por la barranquilla ?
!! ayuda !!

[Sartie]

Re: efecto tunel

no haces mas que irte por los cerros de ubeda, seguro que otra vez me sales con frases de indiana jones o de vete a saber que pelicula, me parece que solo sueltas frases como un lor pero que no las piensas.
Aun espero alguna respuesta coherente, pero creo que deberia dejar de esperar porque no merece la pena perder el tiempo en una discusion de niños

[Sartie]

Re: efecto tunel

Es muy sutil eso de "..cediendole algo de energia, menor ..". Y tambien eso "tio del Max Planck", pero a lo mejor ese "tio" no dice lo que tu estas diciendo.

anda deja de leer divulgacion y empieza a leer fisica de verdad


M. Uiberacker et al.: Attosecond real-time observation of electron tunnelling and multi-electron dynamics in atoms, Nature, April 5, 2007

si no tienes acceso a la revista Nature y de verdad te interesa saber la verdad sobre el fenomeno y dejar de discutir sobre el ser y el estar te lo puedo enviar yo, si no prueba en google academico a ver si hay una version gratuita

F. Krasz: There is no instrument that can directly resolve the tunnel effect. It is only possible to show the existence of the end products

[petruxx]

Re: efecto tunel

Ya no se como hacerlo "Sartie". Mis recursos se estan agotando.
En cuantica clasica, los dos verbos "ser" y "estar" no significan lo mismo, y esto se refleja en el hecho de que, matematicamente hablando, se representa de distinta forma :

funcion de onda, $|\psi >$ <---> "ser"
producto escalar $<\psi | \Psi>$ <---> "estar"

Si esto se le explica a los chavales desde el principio, antes de explicarle otras cosas mas complicadas, se ahorrarian muchos sufrimientos. Muy semejantes a los que estas padeciendo tu.

....
Si se presupone que la particula tiene una energia menor que la barrera potencial, esta necesitara de una energia extra para pasarla la cual puede ser obenida de donde yo quiera imaginarmelo ,las posibilidades son variadas. El derecho creo que me lo da el principio de Heisenberg; porque en ese momento esta particula viola la consevacion de la energia por un pequeño instante de acuerdo con: $\displaystyle \sigma_E \sigma_t \ge \frac{\hbar}{2}$ que mas tarde esa particula tendra que devolver esa energia, para asi estar de acuerdo con la consevacion de la energia.

En la referencia que da amablemente "sartie" (que luego no diga que solo leo divulgacion y no articulos serios) se puede ver el dibujito:


Si te fijas bien, se aprecia perfectamente algo parecido a un tunel. En ese tunel, imaginario o no, se intuye que la energia de la particula es la misma que la que tiene fuera del tunel.
Si la particula tomara energia prestada del "principio de indeterminacion" y escalara la montaña, sin que el arbitro se diera cuenta, no se le habria llamado "efecto tunel", se le habria puesto el nombre de ...

"Efecto doping"

[Jose D. Escobedo]

Re: efecto tunel

Ya no se como hacerlo "Sartie". Mis recursos se estan agotando.
En cuantica clasica, los dos verbos "ser" y "estar" no significan lo mismo, y esto se refleja en el hecho de que, matematicamente hablando, se representa de distinta forma :

funcion de onda, $|\psi >$ <---> "ser"
producto escalar $<\psi | \Psi>$ <---> "estar"

Si esto se le explica a los chavales desde el principio, antes de explicarle otras cosas mas complicadas, se ahorrarian muchos sufrimientos. Muy semejantes a los que estas padeciendo tu.


En la referencia que da amablemente "sartie" (que luego no diga que solo leo divulgacion y no articulos serios) se puede ver el dibujito:


Si te fijas bien, se aprecia perfectamente algo parecido a un tunel. En ese tunel, imaginario o no, se intuye que la energia de la particula es la misma que la que tiene fuera del tunel.
Si la particula tomara energia prestada del "principio de indeterminacion" y escalara la montaña, sin que el arbitro se diera cuenta, no se le habria llamado "efecto tunel", se le habria puesto el nombre de ...

"Efecto doping"

Y quien te dijo que la energia tendria energia potencial. Por lo que veo todavia usas el concepto de trayectorias definidas como en la fisica clasica. Que tal si el tunel fue en forma zig zag (en realidad las trayectorias de las particulas no estan bien definidas en la cuantica), estas tan seguro de que es una linea recta al pie del potencial como el que esta descrito en tu dibujo? yo nunca dije que brincaba. Yo dije que adquiria mas energia para pasar la barrera potencial. Que tal si la barrera potencial esta envolviendo la particula. Por si no lo sabias estos dibujos se utilizan como ayudas pedagogicas para enseñar conceptos dificiles de comprender, ademas no describen el fenomeno de "tunneling" realmente son unicamente modelos, y si es como dice Sartie no es lo mismo a nivel divulgativo que a nivel academico.

A lo mejor estas confundiendo la particula con la funcion de onda, y te repito no es lo mismo.

Como veo que es muy dificil para ti aceptar que Sartie tiene la razon con lo de que la particula no esta bien definida en la barrera potencial, mejor me despido de este hilo deseante buena suerte con tus conceptos de fisica cuantica.