Mecânica Quântica
Autor: Adara | Publicado: 2011-02-21T06:06:00-08:00

O que é a Mecânica Quântica?&nbsp;
A Mecânica Quântica é a parte da física (mais particularmente, da física moderna) que estuda o movimento das partículas         muito pequenas. O conceito de partícula "muito pequena" , mesmo que de         limites muito imprecisos, relaciona-se com as dimensões nas quais         começam-se a notar efeitos como a impossibilidade de conhecer com infinita acuidade e ao mesmo tempo  a posição e a velocidade de uma partícula (veja Princípio da incerteza  de Heisenberg),         entre outras. A ditos efeitos chama-se "efeitos quânticos".  Assim, a         Mecânica Quântica é a que descreve o movimento de sistemas nos  quais os         efeitos quânticos são relevantes. Experimentos mostram que estes  são         relevantes em escalas de até 1000 átomos.         Entretanto, existem situações onde mesmo em escalas  macroscópicas, os         efeitos quânticos se fazem sentir de forma manifestamente clara,  como         nos casos da supercondutividade e da superfluidez A escala que  regula em geral a manifestação dos efeitos quânticos é o raio de Bohr.Principios da Mecanica Quantica             Primeiro principo: Principio da superposição
Para cada sistema físico é associado um espaço de Hilbert εH. O estado do sistema é definido em cada instante por um vetor normado  de εH.Segundo Principio: medida de grandezas físicas
a) Para toda grandeza física A é associado um operador linear auto-adjunto Â pertencente a A: Â é o observavel representando a grandeza A.b) Seja  o estado no qual o sistema se encontra no momento onde efetuamos a medida de A. Qualquer que seja , os unicos resultados possiveis são os autovalores de aα do observavel Â.c) Sendo  o projetor sobre o subespaço associado ao valor proprio aα, a probablidade de encontrar o valor aα em uma medida de A é: onde d) Imediatamente após um medida de A, que resultou no valor aα, o novo estado  do sistema éTerceiro Principio: Evolução do sistema
Seja  o estado de um sistema ao instante t. Se o sistema não é submetido a nenhuma observação, sua evolução ao longo do tempo é regido pela equação de Schrödinger:onde  é o observavel energia, ou hamiltoneana do sistema.Conclusões da Mecânica Quântica        As conclusões mais importantes desta teoria são:           Em estados ligados, como o elétron girando ao redor de um átomo, a energia             não se troca de modo contínuo, mas sim em de modo discreto             (descontínuo), em transições cujas energias podem ou não ser iguais             umas às outras. A idéia de que estados ligados têm níveis de energias             discretas é devida a Max Planck.
           O de ser impossível atribuir ao mesmo tempo  uma posição e uma velocidade exatas a uma partícula, renunciando-se  assim ao conceito de trajetória, vital em Mecânica Clássica. Ao invés da  trajetória, o movimento de partículas em Mecânica Quântica é descrito  por meio de uma função de onda, que é uma função da posição da partícula e do tempo. A função de onda é interpretada por Max Born como uma medida da probabilidade de se encontrar a partícula em determinada posição e em determinado             tempo. Esta interpretação é a mais aceita pelos físicos hoje, no             conjunto de atribuições da Mecânica Quântica regulamentados pela Escola             de Copenhagen.             Para descrever a dinâmica de um sistema quântico deve-se, portanto,             achar sua função de onda, e para este efeito usam-se as equações de             movimento, propostas por Werner Heisenberg e Erwin Schrödinger independentemente.
Apesar de ter sua estrutura  formal basicamente pronta desde a década de 1930, a interpretação da  Mecânica Quântica foi objeto de estudos por várias décadas. O principal é  o problema da medida em Mecânica Quântica e sua relação com a não-localidade e causalidade. Já em 1935, Einstein, Podolski e Rosen publicaram seu Gedankenexperiment,  mostrando uma aparente contradição entre localidade e o processo de  Medida em Mecânica Quântica. Nos anos 60 J. S. Bell         publicou uma série de relações que seriam respeitadas caso a  localidade         — ou pelo menos como a entendemos classicamente — ainda  persistisse em         sistemas quânticos. Tais condições são chamadas desigualdades de  Bell e foram testadas experimentalmente por A. Aspect, P. Grangier, J.  Dalibard         em favor da Mecânica Quântica. Como seria de se esperar, tal         interpretação ainda causa desconforto entre vários físicos, mas a         grande parte da comunidade aceita que estados correlacionados  podem         violar causalidade desta forma.Tal revisão radical do nosso conceito de realidade foi fundamentada         em explicações teóricas brilhantes para resultados experimentais que         não podiam ser descritos pela teoria Clássica, que incluem:           Espectro de Radiação do Corpo negro, resolvido por Max Planck com a proposição da quantização da energia.
           Explicação do experimento da dupla fenda,  no qual eléctrons produzem um padrão de interferência condizente com o  comportamento ondular.
           Explicação por Albert Einstein do efeito  fotoelétrico descoberto por Heinrich Rudolf Hertz, onde propõe que a luz  também se propaga em quanta (pacotes de energia definida), os chamados fótons.
           O Efeito Compton, no qual se propõe que os fótons podem se comportar como partículas, quando sua enegia for grande o bastante.
           A questão do calor específico de sólidos  sob baixas temperaturas, cuja discrepância foi explicada pelas teorias  de Einstein e de Debye, baseadas na equipartição de energia segundo a  interpretação quantizada de Planck.
           A absorção ressonante e discreta de  energia por gases, provada no experimento de Franck-Hertz quando  submetidos a certos valores de diferença de potencial elétrico.
           A explicação da estabilidade atômica e da  natureza discreta das raias espectrais, graças ao modelo do átomo de  Bohr, que postulava a quantização dos níveis de energia do átomo.
O desenvolvimento formal da  teoria foi obra de esforços conjuntos de muitos físicos e matemáticos da  época como Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Einstein, P.A.M.  Dirac, Niels Bohr e John von Neumann, entre outros (de uma longa lista).  Em geral, a região de origem da Mecânica Quântica pode localizar-se na  Europa Central, na Alemanha e Áustria, bem como a Inglaterra, e no  contexto histórico do primeiro terço do século XX.Formalismos na mecânica quântica        É importante ressaltar que a mecânica quântica, assim como acontece         com a mecânica clássica, pode ser apresentada de formas diferentes.A mecânica clássica, por  exemplo, pode ser descrita na linguagem das forças, que é a forma mais  antiga, devida à Newton. Foi muito bem sucedida na explicação de vários  fenômenos.Mais tarde, o formalismo  lagrangeano, onde o conceito mais importante não é a força, mas a  energia e ação, sendo que esta última é definida em termos da energia  potencial e da energia cinética.Depois, o formalismo  hamiltoniano, baseado formalmente na lagrangiana, mas com  desenvolvimento matemático muitas vezes mais fácil.                                   Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.