En mecánica , un sistema de pocos cuerpos consiste en un pequeño número de estructuras bien definidas o partículas puntuales .
En mecánica cuántica , los ejemplos de sistemas de pocos cuerpos incluyen sistemas nucleares ligeros (es decir, estados de dispersión y ligados a pocos nucleones ), moléculas pequeñas , átomos ligeros (como el helio en un campo eléctrico externo ), colisiones atómicas y puntos cuánticos . Una dificultad fundamental para describir sistemas de pocos cuerpos es que la ecuación de Schrödinger y las ecuaciones clásicas de movimiento no se pueden resolver analíticamente para más de dos partículas que interactúan mutuamente, incluso cuando se conocen con precisión las fuerzas subyacentes. Esto se conoce como el problema de los pocos cuerpos. Para algunos sistemas de tres cuerpos, se puede obtener una solución exacta de forma iterativa a través de las ecuaciones de Faddeev . Se puede demostrar que, en determinadas condiciones, las ecuaciones de Faddeev deberían conducir al efecto Efimov . La mayoría de los sistemas de tres cuerpos son susceptibles de soluciones numéricas extremadamente precisas que utilizan grandes conjuntos de funciones base y luego optimizan variacionalmente las amplitudes de las funciones base. Los casos particulares son el ion molecular de hidrógeno o el átomo de helio . Este último se ha resuelto con mucha precisión utilizando conjuntos base de funciones de Hylleraas o Frankowski-Pekeris (véanse las referencias del trabajo de GWF Drake y JD Morgan III en la sección del átomo de helio ).
En muchos casos, la teoría tiene que recurrir a aproximaciones para tratar sistemas de pocos cuerpos. Estas aproximaciones tienen que ser probadas con datos experimentales detallados. Las colisiones atómicas o la espectroscopia láser de precisión son particularmente adecuadas para tales pruebas. La fuerza fundamental que subyace a los sistemas atómicos, la fuerza electromagnética, se entiende esencialmente. Por lo tanto, cualquier discrepancia encontrada entre el experimento y la teoría puede relacionarse directamente con la descripción teórica de los efectos de pocos cuerpos, o con la existencia de nuevas fuerzas fundamentales (fuerzas más allá del modelo estándar). En los sistemas nucleares, por el contrario, la fuerza subyacente es mucho menos entendida. Además, en las colisiones atómicas el número de partículas puede mantenerse lo suficientemente pequeño como para que se pueda obtener experimentalmente información cinemática completa sobre cada partícula individual en el sistema (ver artículo sobre experimento cinemáticamente completo ). En cambio, en sistemas con un gran número de partículas, por lo general solo se pueden medir cantidades promediadas estadísticamente o colectivas sobre el sistema.
En mecánica clásica , el problema de los pocos cuerpos es un subconjunto del problema de N cuerpos .
Una revista destacada que cubre este campo es Few-body Systems .
Grupo Temático de Pocos Cuerpos en la Sociedad Americana de Física .