Cavité électromagnétique - Electromagnetic cavity

Une cavité électromagnétique est une cavité qui agit comme un conteneur pour les champs électromagnétiques tels que les photons , contenant en effet leur fonction d'onde à l' intérieur. La taille de la cavité détermine la longueur d'onde maximale des photons pouvant être piégés. De plus, il produit des niveaux d'énergie quantifiés pour les particules chargées piégées comme les électrons et les protons . Le champ magnétique terrestre place en effet la terre dans une cavité électromagnétique.

Description physique des cavités électromagnétiques

Les cavités électromagnétiques sont représentées par des puits de potentiel , également appelés boîtiers , qui peuvent être de profondeur V ₀ limitée ou illimitée .

Les boîtes de mécanique quantique sont décrites par l' équation de Schrödinger indépendante du temps :

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

avec les conditions aux limites supplémentaires

• la fonction d'onde est confinée à la boîte (puits de potentiel profond infini) ou se rapproche de zéro lorsque la distance de la paroi augmente à l'infini, donc normalisable
• la fonction d'onde doit être continue
• la dérivée de la fonction d'onde doit être continue

ce qui conduit à des solutions réelles pour les fonctions d'onde si l'énergie nette de la particule est négative, c'est-à-dire si la particule est dans un état lié .

Applications des cavités électromagnétiques

Les électrons piégés dans une cavité électromagnétique sont dans un état lié et s'organisent donc comme ils le font dans un atome régulier , exprimant ainsi un comportement de type chimique. Plusieurs chercheurs ont proposé de développer de la matière programmable en faisant varier le nombre d'électrons piégés dans ces cavités.

Les niveaux d'énergie discrets des cavités électromagnétiques sont exploités pour produire des photons aux fréquences souhaitées et sont donc essentiels pour les dispositifs laser à l' échelle nanométrique ou submicrométrique .

Voir également

• Résonateur à cavité
• Cavité de crabe
• Résonance Schumann
• Cavité optique
• Point quantique

Références

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