¿Es posible atrapar un electrón dentro de una caja?

Respuesta corta: sí.

Respuesta larga :

El electrón es una partícula subatómica y muestra la dualidad onda-partícula. El comportamiento similar a la partícula es que el electrón es contable, lo que implica que está localizado en el espacio-tiempo. El comportamiento de onda es que existe una probabilidad distinta de cero para detectar un electrón en una región extendida del espacio. Por supuesto, esto es muy confuso y no existe una explicación más profunda que se conozca actualmente. La probabilidad de detectar un electrón puede determinarse calculando una cantidad que tome valores diferentes en diferentes regiones del espacio y el tiempo y cuya magnitud al cuadrado en una región dada del tiempo espacial sea proporcional a dicha probabilidad. Esta cantidad se calcula resolviendo la ecuación de movimiento para el electrón. Dos cosas controlan el comportamiento de esta cantidad. Uno, las fuerzas que actúan sobre el electrón y dos, el valor conocido de esta cantidad en los límites de la región donde queremos encontrar esta cantidad y, por lo tanto, la probabilidad de detectar el electrón.

Ahora, volviendo a la pregunta, ciertamente es factible teóricamente imaginar que el electrón esté en una caja con paredes impenetrables. Es decir, sabemos que la probabilidad de encontrar el electrón fuera de la caja es exactamente cero. En principio, no hay dificultad con una barrera potencial infinitamente grande para hacer que las paredes sean impenetrables y, por lo tanto, atrapar el electrón por completo dentro de la caja. En otras palabras, no es posible la tunelización cuántica a través de una barrera de potencial infinitamente grande. Experimentalmente, tales situaciones se realizan rutinariamente con una muy buena aproximación en el caso de la captura de átomos por láseres mega potentes. Se llama trampa óptica. Puede haber otras tecnologías también, para lograrlo.

Otras lecturas :

Un resumen de dos páginas del problema estándar del juguete de una partícula en una caja

Palabras clave sugeridas para la búsqueda en Internet: punto cuántico, trampa óptica

No.

Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, tanto la posición como el momento de una partícula nunca se pueden conocer simultáneamente.

Entonces, atrapas un electrón, vas a medirlo y obtendrá suficiente energía para salir de la caja.

Tener cuidado. No puedes meterte con la naturaleza.

Si. Mucho sí.

Necesitas un confinamiento magnético. Una caja cuyas paredes están hechas de tal manera que impide que el electrón salga. Esencialmente, necesita lo que llamamos confinamiento magnético.

Sí, esto lo ayudará a atrapar electrones dentro de una caja, pero no sabrá con certeza su posición y momento.