Generalizando o Princípio de Complementaridade
description
Transcript of 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).
O que acontece com essas correlações locais e não-locais no “Limite Clássico”?
O que dizem os experimentos?
Conclusões.
Estuda as vibrações de uma corda esticada entre 2 cavaletes com extremos
fixos
CARÁTER DUAL DE UM SISTEMA QUÂNTICO
De Broglie
Einstein“Ela levanta a ponta de um grande véu” 1924
Bohr
A dualidade permite uma interpretação
ondulatória para órbitas estacionárias
Pitágoras
Schrödinger
34 anos, 1921: Professor de Física
Teórica pela Universidade de
Zurique
“versatilidade de seus trabalhos em Mecânica, Óptica, Capilaridade,
Condutividade Elétrica, Magnetismo, Radioatividade,
Gravitação e Acústica”...
“Sobre uma propriedade notável das órbitas quantizadas
de um único elétron”
Debye
“Que onda é essa?”
1926: a verdadeira natureza da quantização
?
Complementaridade:
M. Arndt et al. Wave-particle duality of C60. Nature 401, 680-682, 14.October 1999.
Um interferômetro...
Preditibilidade
Visibilidade
... e sua realização experimental:
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”.
Polêmicaem
Solvay
BohrHeinsenberg
EinsteinDe Broglie
Schrödinger
Paradoxo EPR BohrNão-localidade
EinsteinLocalidade,
mas incompletude
da teoriaCan Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? A. Einstein, B. Podolski, N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777–780 (1935).
Einstein, a Schödinger:
A probabilidade da bola estar em qualquer uma das caixas é
1/2.“Esta descrição é completa?”
1/21 21/2
Possibilidade 1
Física Clássica
Não. Bola em 1 ou 2.Probabilidade reflete nossa ignorância.
Possibilidade 2Intr. estatística (M. Born)
Sim. Bola não está nem em 1, nem em 2, antes de se abrir.Probabilidade ½ descreve completamente as caixas.
Einstein, questionando
possibilidade 2:
Princípio de Separação:caixas são independentes.
1
2
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
Schrödinger, rebatendo a Einstein:
Emaranhamento: uma das caixas pode ser
manipulada e se chegar a uma situação predeterminada,
apenas observando a outra caixa.
Alain Aspec
t
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)
E NO LIMITE CLÁSSICO?
Qual o papel do emaranhamento no Princípio de Complementaridade?
Qual o papel do emaranhamento no Limite Clássico?
VERIFICADO EXPERIMENTALMENTE!
Quantificando a relação de complementaridade:
Detector é um campo coerente!
Acessibilidade da informação de que-caminho:
Quantidade de informação que ficou disponível sobre o
caminho
Quando:
Informação de que-caminho totalmente
INacessível
Informação de que-caminho totalmente
Acessível
Imprecisão do detector
O QUE DIZEM OS EXPERIMENTOS?
Um limite clássico devido à relaxação do estado de ponteiro:
Zona de Ramsey
Baixa qualidade
Tempo de relaxação pequeno
Número médio de fótons igual a 1, para todo t
tempo total de interação efetiva
Alta dissipação
com
com
Após a interação...
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-way experiment: complementaridade e limite clássico.