Cavidad electromagnética

Una cavidad electromagnética es un espacio que actúa como contenedor de campos electromagnéticos , como los fotones , conteniendo así su función de onda en su interior. El tamaño de la cavidad determina la longitud de onda máxima de los fotones que pueden quedar atrapados. Además, genera niveles de energía cuantizados para las partículas cargadas atrapadas, como electrones y protones . El campo magnético terrestre, en efecto, sitúa a la Tierra en una cavidad electromagnética.

Las cavidades electromagnéticas están representadas por pozos de potencial , también llamados cajas , que pueden tener una profundidad limitada o ilimitada V ₀ .

Las cajas cuánticas se describen mediante la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo :

${\displaystyle \left[-{\frac {\hbar ^{2}}{2m}}\nabla ^{2}+V(\mathbf {r} )\right]\psi (\mathbf {r} )=E\psi (\mathbf {r} ),}$

con las condiciones de contorno adicionales

• La función de onda está confinada a la caja (pozo de potencial profundo infinito) o se aproxima a cero a medida que la distancia desde la pared aumenta hasta el infinito, por lo tanto, es normalizable.
• La función de onda debe ser continua.
• La derivada de la función de onda debe ser continua.

lo que conduce a soluciones reales para las funciones de onda si la energía neta de la partícula es negativa, es decir, si la partícula está en un estado ligado .

Los electrones atrapados en una cavidad electromagnética se encuentran en un estado ligado y, por lo tanto, se organizan como en un átomo regular , manifestando así un comportamiento similar al químico. Varios investigadores han propuesto desarrollar materia programable variando el número de electrones atrapados en dichas cavidades. ^{[ 1 ]}

Los niveles de energía discretos de las cavidades electromagnéticas se aprovechan para producir fotones de las frecuencias deseadas y, por lo tanto, son esenciales para los dispositivos láser a escala nanométrica o submicrométrica .

• Resonador de cavidad
• Cavidad del cangrejo
• resonancia Schumann
• Cavidad óptica
• Punto cuántico