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Flashcard FC279960

Como difere o papel do observador na relatividade especial e na mecânica quântica?

Física Moderna

CEBRASPE (CESPE) · 2023

De acordo com o assunto Física: Física Moderna, responda:

Como difere o papel do observador na relatividade especial e na mecânica quântica?
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Resposta

Na relatividade especial o observador é um referencial (mudança de coordenadas) que altera a descrição das medidas sem mudar o estado físico;
Na mecânica quântica a ação de medir envolve interação que probabilisticamente altera/atualiza o estado (colapso ou atualização da descrição).


Explicação:
Na relatividade especial, diferentes observadores usam coordenadas distintas para descrever as mesmas ocorrências físicas; as transformações entre frames (mudança de tempo/posição) são relações objetivas entre medições, não modificam o sistema físico em si.

Na mecânica quântica, a medição é uma interação física com o aparato; o resultado é intrinsecamente probabilístico e a medição muda a descrição do sistema (por exemplo, projeção em um autovetor), podendo alterar o estado que será observado em medições subsequentes.

Exemplo:
Relatividade especial: Dois relógios sincronizados num mesmo referencial, um em repouso e outro em movimento, serão descritos por observadores diferentes como tendo ritmos distintos (efeito de time dilation), mas ambos os observadores concordam sobre os eventos físicos ocorridos: a diferença é apenas de coordenadas.

Mecânica quântica: Um elétron preparado no estado de spin ao longo de x pode ser escrito como \( |+\_x\rangle=\frac{|+\_z\rangle+|-\_z\rangle}{\sqrt{2}}\).
Ao medir o spin em z obtém-se probabilidades \(P(+\_z)=\left|\frac{1}{\sqrt{2}}\right|^2=\tfrac{1}{2}\) e \(P(-\_z)=\tfrac{1}{2}\), e após a medição o estado do elétron passa a ser o autovetor correspondente ao resultado (mudança do estado).





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