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Type: Dissertação
Title: Relação entre paradoxos envolvendo valores fracos e uma interpretação realista de medições quânticas
Authors: Alice Marques Aredes Rodrigues
First Advisor: Pablo Lima Saldanha
First Referee: Leonardo Teixeira Neves
Second Referee: Raphael Campos Drumond
Third Referee: Gabriela Barreto Lemos
Abstract: Medição fraca é um protocolo de medição para sistemas quânticos que consiste em um acoplamento fraco entre o sistema quântico e o aparato de medição para conjuntos de sistemas pré-selecionados e pós-selecionados, tal que os resultados das medições, denominados valores fracos, podem estar fora do espectro de autovalores permitidos ou esperados, e dos quais muitos paradoxos surgiram. O artigo que introduz o conceito de medição fraca e valor fraco já demonstra esse caráter paradoxal do procedimento, uma vez que é intitulado “como o resultado de uma medição de uma componente do spin de uma partícula de spin-1/2 pode ser 100\hbar”. Desde então, muitos outros paradoxos quânticos foram propostos tendo como base valores fracos. No paradoxo das três caixas, por exemplo, afirma-se que uma partícula pode ser encontrada com certeza em duas posições diferentes. No paradoxo do gato de Cheshire quântico, afirma-se que um fóton pode ser separado de sua polarização. No princípio da casa de pombos para sistemas quânticos, afirma-se que é possível dispor três partículas em duas caixas sem que duas partículas estejam na mesma caixa. Entre outros exemplos. O objetivo deste trabalho é mostrar como a interpretação realista do valor fraco, que está na origem de todos os paradoxos quânticos citados, é equivalente a uma interpretação realista do próprio processo de medição quântica, que revelaria uma realidade subjacente do sistema que continua a mesma depois que a medição é realizada. Demonstramos que, ao atribuir realidade aos autovalores dos estados pré- e pós-selecionados ao mesmo tempo, sempre se chega às mesmas conclusões que com a suposição de uma realidade nos paradoxos citados, bem como em outros. Desta forma, uma maneira simples de evitar os paradoxos citados, além de outros paradoxos com valor fraco, é negar uma interpretação realista para o processo de medição quântica.
Abstract: Weak measurements are a measurement protocol for quantum systems that consists in a weak coupling between the quantum system and the measurement device for preselected and post selected ensembles, such that the results of the measurements, called weak values, may lay far from the range of allowed or expected values, and from which many paradoxes have arisen. In fact, the original weak measurements paper already shows a paradox, since it is entitled “How the Result of a Measurement of a Component of the Spin of a spin-½ Particle Can Turn Out to be 100ℏ”. Since then many other quantum paradoxes were proposed based on the weak values. In the three-boxes paradox, for instance, it is stated that one particle can be found with certainty in two different boxes. In the quantum Cheshire cat paradox, it stated that a photon can be separated from its polarization. In the quantum pigeonhole principle, it is stated that we can put three particles into two boxes without two particles being in the same box. And there are many other examples. The aim of this work is to show how the realistic interpretation of the weak value, which is at the origin of all cited quantum paradoxes, is equivalent to a realistic interpretation of quantum measurements, that would reveal an underlying reality of the system that continues the same after the measurement is performed. We demonstrate that, by attributing reality to the preselect and postselected states at the same time, one always finds the same conclusions as with the assumption of a reality in the cited paradoxes, as in others. In this way, a simple way to avoid all cited paradoxes is to deny a realistic interpretation for the weak value.
Subject: Medição
Mecânica quântica
Paradoxos
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/44865
Issue Date: 18-Nov-2021
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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