Caminos libres y fenómenos de transporte en gases y la teoría cuántica de colisiones. I.—El modelo de esfera rígida

Resumen La necesidad del uso de la mecánica cuántica en la teoría de fenómenos atómicos se manifiesta más claramente en el estudio de procesos de colisión. Se han observado efectos de difracción en la dispersión de electrones de cristales y por átomos, mientras que los recientes desarrollos de la técnica de rayos moleculares han hecho posible establecer la existencia de espectros de cruce en la reflexión de haces moleculares de superficies cristalinas. Dada la importancia de la teoría de ondas en estos fenómenos, es claramente necesario examinar las condiciones bajo las cuales la teoría clásica de los gases debe ser modificada y determinar la naturaleza de las modificaciones. Tal investigación adquiere una mayor importancia debido a la posibilidad de prueba experimental por métodos de rayos moleculares. Además, se adjunta un considerable interés a la posibilidad de prueba experimental directa de las estadísticas de Bose-Einstein para átomos y moléculas neutros a partir de experimentos de colisión, como ya ha sido posible para partículas α. Para desarrollar la teoría cuántica de colisiones en una forma adecuada para este propósito, primero discutimos el modelo más simple que tiene suficiente semejanza con los hechos reales, y así consideramos el modelo de esfera rígida para átomos de gas. Este modelo ya ha demostrado ser valioso en la teoría clásica de fenómenos de transporte y tiene la ventaja adicional de permitir una solución mecánica cuántica exacta. Se verá que los resultados obtenidos por el uso de este modelo son de gran interés y sugieren varias nuevas líneas de investigación, tanto experimentales como teóricas. Finalmente, se discutirá un método para abordar el caso general de cualquier ley de fuerza.