Mecanica Quantica

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Mecˆnica Quˆntica Aplicada a a

Ph.W. Courteille
Universidade de S˜o Paulo a Instituto de F´ ısica de S˜o Carlos a 18 de Maio de 2014

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Cap´ ıtulo 1

Introdu¸˜o ca A mecˆnica quˆntica de Heisenberg e Schr¨dinger ´, junto com a teoria da relatividade de Eina a o e stein, a teoria mais fundamental da f´ ısica. Essas teorias concernem a f´ ısica inteira, da f´ ısica do estado s´lido ` f´ o a ısica dos part´ ıculas elementares. De certa maneira, a mecˆnica quˆntica e a a a teoria da relatividade podem ser consideradas como meta-teorias, pois cada teoria ou modelo que trata de um qualquer sistema ou fenˆmeno especifico tem uma interpreta¸˜o cl´ssica o ca a ou quˆntica, respectivamente relativista. Sistemas altamente excitados s˜o normalmente bem a a descritos pelas leis da mecˆnica cl´ssica, m´s em baixas energias observe-se experimentalmente a a a um comportamento totalmente diferente, incompat´ com as leis cl´ssicas e, frequentemente, ıvel a com o entendimento saud´vel. a N˜o obstante, a mecˆnica quˆntica entrou no mundo cotidiano. Sistemas quˆnticos fraa a a a camente excitados precisam de menos energia para funcionar e frequentemente s˜o pequenos a e compact´veis. Eles s˜o menos sujeito ` ruido ou o ru´ pode ser controlado. Eles s˜o a a a ıdo a manipul´veis exibindo dinˆmicas, como interferˆncia quˆntica ou tunelamento, que podem ser a a e a utilizados para opera¸˜es r´pidas e precisas. O transistor, o laser ou a bomba nuclear s˜o exco a a emplos de dispositivos escapando qualquer interpreta¸˜o cl´ssica. O computador quˆntico pode ca a a ser a pr´xima etapa. o Apesar do fato que n˜o existe nenhuma observa¸˜o experimental contradizendo a a mecˆnica a ca a quˆntica, muitas perguntas ficam ainda sem resposta. Por exemplo, n˜o sabemos como incorpoa a rar o fenˆmeno da gravita¸˜o, e o fenˆmeno da coerˆncia quˆntica na transi¸˜o entre o mundo o ca o e a ca
quˆntico