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Atomic Orbitals02:44

Atomic Orbitals

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An atomic orbital represents the three-dimensional regions in an atom where an electron has the highest probability to reside. The radial distribution function indicates the total probability of finding an electron within the thin shell at a distance r from the nucleus. The atomic orbitals have distinct shapes which are determined by l, the angular momentum quantum number. The orbitals are often drawn with a boundary surface, enclosing densest regions of the cloud.
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Hybridization of Atomic Orbitals II03:35

Hybridization of Atomic Orbitals II

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sp3d and sp3d 2 Hybridization
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Subatomic Particles03:37

Subatomic Particles

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Dalton was only partially correct about the particles that make up matter. All matter is composed of atoms, and atoms are composed of three smaller subatomic particles: protons, neutrons, and electrons. These three particles account for the mass and the charge of an atom.
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Precipitate Formation and Particle Size Control01:16

Precipitate Formation and Particle Size Control

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In precipitation gravimetry, the precipitating agent should react specifically or selectively with the analyte. While a specific reagent reacts with the analyte alone, a selective reagent can react with a limited number of chemical species.
The obtained precipitate should be either a pure substance of known composition or easily converted to one by a simple process, such as ignition or drying. In addition, the precipitate should be insoluble and easily filterable. In general, filterability...
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Hybridization of Atomic Orbitals I03:24

Hybridization of Atomic Orbitals I

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The mathematical expression known as the wave function, ψ, contains information about each orbital and the wavelike properties of electrons in an isolated atom. When atoms are bound together in a molecule, the wave functions combine to produce new mathematical descriptions that have different shapes. This process of combining the wave functions for atomic orbitals is called hybridization and is mathematically accomplished by the linear combination of atomic orbitals. The new orbitals that...
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The Quantum-Mechanical Model of an Atom02:45

The Quantum-Mechanical Model of an Atom

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Shortly after de Broglie published his ideas that the electron in a hydrogen atom could be better thought of as being a circular standing wave instead of a particle moving in quantized circular orbits, Erwin Schrödinger extended de Broglie’s work by deriving what is now known as the Schrödinger equation. When Schrödinger applied his equation to hydrogen-like atoms, he was able to reproduce Bohr’s expression for the energy and, thus, the Rydberg formula governing hydrogen spectra.
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Interacciones programables y geometría emergente en una matriz de nubes atómicas

Avikar Periwal1, Eric S Cooper1, Philipp Kunkel1,2

  • 1Department of Physics, Stanford University, Stanford, CA, USA.

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|December 23, 2021
PubMed
Resumen

Los investigadores crearon interacciones no locales programables en conjuntos atómicos utilizando fotones. Esto permite la ingeniería de nuevas geometrías de sistemas cuánticos para simulación y computación cuántica avanzada, distintas de los diseños físicos.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencia de la información cuántica
  • Física atómica, molecular y óptica (AMO)
  • Teoría de la materia condensada

Sus antecedentes:

  • Los sistemas cuánticos dependen de las interacciones para el flujo de información y la correlación, que generalmente se descompone con la distancia.
  • Muchas aplicaciones de simulación y computación cuántica requieren interacciones complejas y no locales que no se encuentran en geometrías simples.
  • Los métodos anteriores estaban limitados a la creación de interacciones sintonizables y no locales para explorar fenómenos cuánticos exóticos.

Objetivo del estudio:

  • Realizar interacciones no locales programables en una matriz de conjuntos atómicos dentro de una cavidad óptica.
  • Diseñar geometrías efectivas con dimensionalidad sintonizable, topología y métrica, distintas de la disposición física.
  • Demostrar la capacidad de simular sistemas cuánticos complejos y explorar nuevos fenómenos cuánticos.

Principales métodos:

  • Utilizando una cavidad óptica para mediar las interacciones entre los espines atómicos a través de fotones.
  • Programación de la dependencia de distancia de las interacciones mediadas por fotones para controlar la conectividad.
  • Los gráficos de interacción específicos de ingeniería, como las escaleras triangulares antiferromagnéticas, las tiras de Möbius y las geometrías parecidas a árboles.

Principales resultados:

  • Interacciones no locales programables implementadas con éxito en un sistema cuántico controlable.
  • Demostró la capacidad de diseñar geometrías efectivas con propiedades distintas de la matriz física.
  • Ejemplos creados que incluyen un gráfico tipo árbol relevante para la dualidad holográfica y la gravedad cuántica.

Conclusiones:

  • Este trabajo permite la simulación de imanes frustrados, fases topológicas y problemas de optimización cuántica.
  • Las interacciones no locales programables abren nuevas vías para la detección y la computación cuántica.
  • La geometría arbolada diseñada sirve como un modelo de juguete para la dualidad holográfica y las dimensiones superiores emergentes.