O Princípio da Incerteza de Heisenberg e o experimento do gato de Schrödinger estão relacionados?
28 de fevereiro, 2023 às 19:52 | Postado em Mecânica quântica
Respondido por: Prof. Fernando Kokubun (FURG) - https://www.fisicaseteemeia.com.br/2021/Professor, vejo muito essa comparação sendo feita em textos de divulgação científica. Mas ela é realmente válida como comparação e para explicar os conceitos? Digo isso, pois vejo o princípio da incerteza de Heisenberg relacionado a impossibilidade de se determinar a posição e o momento de uma partícula e o exemplo do gato relacionado à superposição das funções de onda, ou seja, de que não é possível saber se o gato está morto ou não, até observá-lo. Não consigo extrapolar os conceitos para relacioná-los… se puder tirar essa dúvida agradeço muito.
Não estão relacionados. O experimento do gato de Schroedinger explora explicitamente o princípio da superposição de estados, a existência de estados emaranhados e o problema da medida em mecânica quântica.
Sobre o Princípio da Incerteza, é interessante ressaltar que a formulação usual que aparece em muitos livros de que a Incerteza ocorre devido a uma perturbação devido ao processo de medida, é equivocado, tendo sido experimentalmente demonstrado que se considerarmos apenas os erros devido as perturbações decorrentes da medida, o Princípio da Incerteza é violado [1, 2]. É preciso separar o que é o erro decorrente das perturbações devido as medidas e as flutuações características da física quântica. Ressaltamos que o Princípio de Incerteza é valido, mas a interpretação de que são devido as perturbações introduzidas pelas medidas, está equivocada.
REFERÊNCIAS
[1] – Violation of Heisenberg’s Measurement-Disturbance Relationship by Weak Measurements, Lee A. Rozema, Ardavan Darabi, Dylan H. Mahler, Alex Hayat, Yasaman Soudagar, and Aephraim M. Steinberg, Phys. Rev. Lett. 109, 100404 – Published 6 September 2012; Erratum Phys. Rev. Lett. 109, 189902 (2012)
[2] – Experimental demonstration of a universally valid error–disturbance uncertainty relation in spin measurements, Jacqueline Erhart, Stephan Sponar, Georg Sulyok, Gerald Badurek, Masanao Ozawa & Yuji Hasegawa, Nature Physics volume 8, pages185–189 (2012)
Já que ambos fenômenos referemse a medidas em MQ agregaria ã resposta o seguinte comentário (tendo sempre em conta que o gato é um objeto macroscôpico, por tanto as leis da MQ não valem e foi usado por Schroedinger para destacar o contraintuitivos que são os fenômenos da MQ),:
1-Gato refere-se ao colapso da função de onda no processo de medir se o bicho está vivo ou morto. Ao medir, eu colapso a função de onda a um dos possiveis estados, vivo ou morto, antes nada posso dizer
2-Já para o ppio, eu preciso medir 2 propriedades conjugadas (não sei qual seria, no caso do gato, o conjugado de vivo ou morto), o que leva ao conceito de operador Hermitiano O(p,q)=O(q,p), (embora ñ seja necessário falar disto para a responder a pergunta). Vamos ao clássico do momento p e da posição q. O ppio diz que há um impossibilidade intrínseca de medir simultaneamente ambas propriedades com precisão maior que a estabelecida pelo ppio: dq.dp>=hcortado.