Interferência Quântica


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Como visualizar a natureza quântica ondulatória da matéria?

Relembrando: O que é uma onda?
  • O comprimento de onda mede a periodicidade espacial da onda senoidal, isto é, a distância entre duas formas repetidas da onda.
  • A frequência representa quantas repetições de uma onda senoidal ocorrem por segundo.
  • A amplitude indica o valor máximo do pico da onda acima do eixo central.
  • A fase determina a posição de um determinado ponto da onda em relação a um outro ponto de referência, em unidades de onda

Fenômenos ondulatórios macroscópicos podem facilmente ser observados.

Relembrando: Como medir um comprimento de onda?
Onda 1 Onda 2
Amplitude \(A\)
Comprimento de onda \(\lambda\)
Diferença de fase \(\Delta \varphi\)

Interferência

É frequentemente útil utilizar a interferência de ondas para medir pequenas distâncias. Quando dois campos ondulatórios são sobrepostos seus picos podem se somar ( interferência construtiva) enquanto o encontro de um pico com um vale pode cancelar a onda ( interferência destrutiva). O padrão de interferência construtiva e destrutiva no espaço permite determinar o comprimento de onda.

é um traço particular da física quântica que  funções de onda podem ser associadas não somente a um conjunto denso de partículas, mas também com um conjunto que está sendo diluído a uma única partícula a qualquer instante em um aparelho. A função de onda aparentemente ainda descreve um único objeto quântico. Por isso é frequentemente dito que cada partícula interfere consigo mesma.

A teoria quântica pode somente predizer as probabilidades para um certo resultado. Qual das muitas possibilidades é finalmente assumida em uma medida de uma superposição inicial de opções e estados é totalmente randômico. Somente muitas medidas sob condições idênticas revelam uma distribuição de probabilidades estritamente determinística, a qual também pode ser obtida resolvendo a equação de Schrödinger.

\( i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\psi(\mathbf{r},t) \;=\; \left(- \frac{\hbar^2}{2m}\Delta + V(\mathbf{r},t)\right)\psi(\mathbf{r},t) \)

Todos os experimento até agora tem confirmado a regra de Born: o módulo ao quadrado \(|\psi|^2\) da função de estado \(\psi\)  representa a probabilidade de achar um objeto quântico em um certo tempo \(t\) e uma posição \(r\) com todos os outros parâmetros contidos em \(\psi\).