Oscilador quártico e funções elípticas de Jacobi

Abstract

Tipicamente, pequenas oscilações em torno de um ponto de equilíbrio estável são movimentos harmônicos simples com frequência determinada pelo valor da segunda derivada da energia potencial no ponto de equilíbrio. Há casos anômalos, no entanto, em que a segunda derivada é nula e o termo de quarta ordem domina a expansão da energia potencial nas vizinhanças do mínimo. Neste caso, as pequenas oscilações são descritas pelo oscilador quártico. Por meio de um exemplo simples, em que ocorre a referida anomalia, discutimos o oscilador quártico e mostramos como sua equação de movimento pode ser resolvida em termos de funções elípticas de Jacobi. O exemplo oferece a oportunidade de familiarizar estudantes de graduação com essas funções importantes que não constam no currículo padrão dos cursos de física.