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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Alguns aspectos do tempo na mecânica quântica
Authors: Ismael Lucas de Paiva
First Advisor: Maria Carolina Nemes
First Co-advisor: Augusto Cesar Lobo
First Referee: Pablo Lima Saldanha
Second Referee: Reinaldo Oliveira Vianna
Abstract: Este trabalho é fruto de um esforço para melhor compreender a natureza do tempo na mecânica quântica. Ele consiste principalmente do estudo de três assuntos: uma teoria quântica não linear, a possibilidade da existência de curvas fechadas do tipo tempo (chamadas simplesmente de CTCs, do inglês Closed Timelike Curves) em teorias quânticas e o formalismo de dois estados. O exemplo de teoria não linear para a mecânica quântica que se estudou foi a teoria de Weinberg. Essa teoria é interessante porque parece ser suficientemente geral, isto é, parece que ela poderia ser, de alguma maneira, a teoria por trás de qualquer teoria não linear para a mecânica quântica. Por isso, quando Gisin mostrou que ela implica em comunicação com velocidade superluminal, muitos passaram a considerar esse resultado como evidência da absoluta impossibilidade de não linearidade na quântica. Contudo, os estudos que supõem a existência de CTCs em teorias quânticas introduzem não linearidade de uma forma diferente. Apesar disso, como mostramos, o modelo de Deutsch para CTCs, que a princípio apresenta uma maneira consistente de se realizar viagens no tempo, também conduz à comunicação com velocidade superluminal. Por outro lado, o modelo de CTCs por pós-seleção, que também é estudado neste trabalho, parece não conduzir a isso, embora essa seja uma questão ainda debatida na literatura. Como esse último tópico envolve pós-seleção, é natural se introduzir o formalismo de dois estados devido a Aharonov. Esse formalismo implica na noção de retrocausalidade na mecânica quântica e tem conduzido a importantes descobertas, como a do conceito de valor fraco e a de uma intrigante possibilidade teórica de se construir uma máquina de translação no tempo.
Abstract: This work is the result of an effort towards a better understanding of the nature of time in quantum mechanics. It consists mainly of a study of three distinct subjects: a non-linear quantum theory proposed originally by Weinberg, the study of some quantum mechanical models for closed timelike curves (CTCs) and also the two-state vector formalism of Aharonov and collaborators. The Weinberg theory is interesting because it seems to be sufficiently general, in a sense that it could be thought as a model for any nonlinear quantum mechanical theory. Because of this, when Gisin showed that it implies signalling, many scientists has regarded this result as an evidence of the impossibility of any kind of nonlinearity in quantum theories. However, there are models for quantum mechanical CTCs that introduce nonlinearity in a different manner. Nevertheless, as we have shown, the Deutsch CTC model, which at first seems to present a consistent way to perform time travelling to the past, also leads to signalling. On the other hand, postselected CTCs model, which is also studied in this work, does not seem to lead to signaling, although this is an issue still debated in the literature. As this last topic involves postselection, it is natural to introduce the two-state vector formalism due to Aharonov. This formalism implies the notion of retrocausality in quantum mechanics and has led to important discoveries, such as the concept of weak values and an intriguing theoretical possibility of building a quantum time-translation machine, that we shall also discuss.
Subject: Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9QEFSR
Issue Date: 29-Jan-2014
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