In meccanica quantistica un numero quantico esprime il valore di una quantità conservata nella dinamica di un sistema. I numeri quantici permettono di quantificare le proprietà di una particella e di descrivere la struttura elettronica di un atomo.
I principali numeri quantici Il problema di stabilire quanti siano i numeri quantici che caratterizzano un qualsiasi sistema quantistico è ancora aperto, tuttavia è possibile sapere quanti sono i numeri quantici necessari per descrivere ogni singolo caso: essi sono l'autovalore dell'Hamiltoniana e i valori delle osservabili che commutano con essa, ovvero le grandezze fisiche che si conservano sotto traslazione temporale.
Convenzionalmente si usa caratterizzare un sistema con quattro numeri quantici principali: p.191
L'autovalore dell'energia , detto anche numero quantico principale o di Bohr, che assume valori interi () e che dipende dalla sola distanza tra l'elettrone ed il nucleo. Il modulo quadro del momento angolare orbitale , detto numero quantico orbitale, che può assumere valori interi compresi tra e . Esso definisce la forma dell'orbitale atomico. La componente lungo un asse (convenzionalmente l'asse ) del momento angolare orbitale, detto numero quantico magnetico, che assume valori interi tra e . La componente lungo un asse (convenzionalmente l'asse ) dello spin, detto numero quantico di spin, che può assumere valori interi o semi interi che vanno da e .
simbolo nome Osservabile valori Numero quantico principale Numero quantico orbitale Numero quantico magnetico Numero quantico magnetico di spin
Esistono, poi, altri numeri quantici, associati alle particelle elementari, molto importanti nelle reazioni fisiche: ad ognuno di essi, infatti, è associata una legge di conservazione specifica. Essi sono: Momento angolare totale Numero barionico Numero leptonico Numero B-L Carica elettrica Carica di colore Sapore Isospin dei nucleoni ()
Altro numero quantico è , utilizzato per descrivere gli autovalori degli stati stazionari del Potenziale di Morse di una molecola biatomica.
Note
Bibliografia
Y. Hayato et al.. Search for Proton Decay through p → νK+ in a Large Water Cherenkov Detector. Physical Review Letters 83, 1529 (1999).
Voci correlate Fisica delle particelle Particella elementare Costanti di accoppiamento Modello standard Numero B-L
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