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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Experimento da fenda dupla: dualidade onda-partícula e sua quantificação e um exemplo de tomografia
Authors: Saulo Vicente Moreira
First Advisor: Maria Carolina Nemes
First Co-advisor: José Geraldo Gonçalves de Oliveira Júnior
First Referee: Leonardo Teixeira Neves
Second Referee: Marcelo de Oliveira Terra Cunha
Abstract: Neste trabalho, estudamos a dualidade onda-partícula e também propomos a realização de uma tomograa de estado mínima em um único plano de detecção em um modelo para o experimento de interferência de ondas de matéria através da fenda dupla. Uma descrição quântica deste experimento é apresentada, e as situações intermediárias de conhecimento parcial das descrições ondulatória e corpuscular foram quanticadas, por meio das quantidades denominadas visibilidade (V) e previsibilidade (P), respectivamente, como é usual na literatura. Primeiramente, os cálculos destas quantidades foram realizados para o modelo do caso ideal de partículas livres enviadas através do obstáculo com a fenda dupla. Já na segunda parte, buscando uma aproximação com uma situação mais realística, efetuamos os mesmos cálculos para o caso em que a partícula interage com um ambiente - aqui, consideramos este ambiente constituído por um gás ideal de partículas, por simplicidade. Neste caso, emaranhamento com o ambiente é desenvolvido, e o estado do sistema é levado pela dinâmica - que por sua vez é regida por uma equação mestra - a um estado de mistura. Em ambos os casos, vericamos que a relação P2 + V 2 1 é obedecida e uma análise do comportamento dessas quantidades foi feita. Por m, propomos uma tomograa de estado mínima em um único plano para o modelo do experimento aqui descrito.
Abstract: In this work, we studied the wave-particle duality and also proposed the implementation of a minimal tomography in the same plane of detection in a model for the interference experiment with matter waves through the double slit. A quantum mechanical description of this experiment is presented, and the intermediary situations of partial knowledge of the ondulatory and corpuscular descriptions were quantied, through the quantities called visibility (V) and predictability (P), respectively, as it is usual in the literature. First, the calculations of these quantities were done for the model of the ideal case of particles sent through the obstacle with the double slit. In the second part, we pursued an aproximation with a more realistic situation and did the same calculations for the case in which the particle interacts with an environment - here, we have considered this environment made of an ideal gas of particles, for simplicity. In this case, entanglement with the environment is developed, and the state of the system becomes, after the acting of the dynamics - which is governed by a master equation - a mixed state. In both cases, we veried that the relationship P2 + V 2 1 is obeyed, and an analisys of the behaviour of these quantities were done. Finally, we proposed a minimal state tomography in the same plane in the model for the experiment here described.
Subject: Dualidade onda-partícula
Tomografia
Previsibilidade
Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9WNFYD
Issue Date: 3-Feb-2014
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