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Generalizando o Princípio de Complementaridade

Generalizando o Princípio de Complementaridade. Maria Carolina Nemes Universidade Federal de Minas Gerais Palestra – IFT – 25 de maio de 2011. Conteúdo:. Caráter dual de sistemas quânticos (uma partícula). Emaranhamento, após interação (duas partículas).

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Generalizando o Princípio de Complementaridade

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  1. Generalizando o Princípio de Complementaridade Maria Carolina Nemes Universidade Federal de Minas Gerais Palestra – IFT – 25 de maio de 2011

  2. Conteúdo: • Caráter dual de sistemas quânticos (uma partícula). • Emaranhamento, após interação (duas partículas). • O que acontece com essas correlações locais e não-locais no “Limite Clássico”? • O que dizem os experimentos? • Conclusões.

  3. Caráter dual de um sistema quântico De Broglie Estuda as vibrações de uma corda esticada entre 2 cavaletes com extremos fixos “Elalevanta a ponta de um grande véu” 1924 Einstein Pitágoras A dualidade permite uma interpretação ondulatória para órbitas estacionárias Bohr

  4. “Sobre uma propriedade notável das órbitas quantizadas de um único elétron” Schrödinger “versatilidade de seus trabalhos em Mecânica, Óptica, Capilaridade, Condutividade Elétrica, Magnetismo, Radioatividade, Gravitação e Acústica”... 34 anos, 1921: Professor de Física Teórica pela Universidade de Zurique ? 1926: a verdadeira natureza da quantização Debye “Que onda é essa?”

  5. Complementaridade: M. Arndt et al. Wave-particle duality of C60. Nature 401, 680-682, 14.October 1999.

  6. Um interferômetro... Preditibilidade Visibilidade

  7. ... e sua realização experimental:

  8. Emaranhamento e correlações não-locais Einstein “A Mecânica Quântica é impressionante. Mas algo me diz que ela ainda não é a resposta final. A teoria produz muito, mas dificilmente nos deixa mais próximos dos segredos do Velho. De qualquer modo, estou convencido de que Ele não joga dados”. Polêmica em Solvay Einstein De Broglie Schrödinger Bohr Heinsenberg Einstein Localidade, mas incompletude da teoria Paradoxo EPR Bohr Não-localidade Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? A. Einstein, B. Podolski, N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777–780 (1935).

  9. A probabilidade da bola estar em qualquer uma das caixas é 1/2. “Esta descrição é completa?” Einstein, a Schödinger: 1 1/2 2 1/2 Possibilidade 1 Física Clássica Não. Bola em1ou2. Probabilidaderefletenossaignorância. Possibilidade 2 Intr. estatística (M. Born) Sim. Bola nãoestánemem1,nemem2, antes de se abrir. Probabilidade ½ descrevecompletamente as caixas.

  10. Einstein, questionando possibilidade 2: Princípio de Separação: caixas são independentes. 2 1 EPR Elemento de realidade. Algo que possa ser medido sem afetar o sistema envolvido. Teoria completa. Faz previsões sobre todos os elementos de realidade. Localidade Realidade

  11. Schrödinger, rebatendo a Einstein: Emaranhamento: uma das caixas pode ser manipulada e se chegar a uma situação predeterminada, apenas observando a outra caixa. Alain Aspect Mostra, experimentalmente, a validade da interpretação de Copenhagen. E NO LIMITE CLÁSSICO DA MECÂNICA QUÂNTICA? Todas essa propriedades devem desaparecer... Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: A New Violation of Bell's Inequalities, A. Aspect, P. Grangier, and G. Roger, Physical Review Letters, Vol. 49, Iss. 2, pp.91-94 (1982)

  12. E no limite clássico? • Qual o papel do emaranhamento no Princípio de Complementaridade? • Qual o papel do emaranhamento no Limite Clássico? VERIFICADO EXPERIMENTALMENTE!

  13. Quantificando a relação de complementaridade: Detector é um campo coerente!

  14. Acessibilidade da informação de que-caminho: Imprecisão do detector Quantidade de informação que ficou disponível sobre o caminho Quando: Informação de que-caminho totalmente INacessível Informação de que-caminho totalmente Acessível

  15. O que dizem os experimentos?

  16. Um limite clássico devido à relaxação do estado de ponteiro: Baixa qualidade Tempo de relaxação pequeno Zona de Ramsey Número médio de fótons igual a 1, para todo t tempo total de interação efetiva Alta dissipação com Após a interação... com

  17. CONCLUSÕES • TEORIA: onda, partícula (dualidade) e correlações não-locais (emaranhamento). • Visibilidade: onda. • Preditibilidade: partícula. • Concorrência: emaranhamento. • EXPERIMENTO: • Dupla-fenda e interferometria:dualidade. • Experimento de Aspect: violação das desigualdades de Bell; confirmação do emaranhamento. • Which-wayexperiment: complementaridade e limite clássico.

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