Os físicos apresentaram os sistemas quânticos como uma esfera

sistemas quânticos
Constelações de Majorana


Os cientistas propuseram uma forma quantitativa de avaliar o grau em que um sistema está em um estado quântico. Os resultados do estudo foram publicados na revista AVS Quantum Science.
Sabe-se que objetos materiais mais ou menos grandes obedecem às clássicas leis da mecânica formuladas por Newton. Os pequenos, como átomos e partículas subatômicas, são governados pela mecânica quântica, em que um objeto pode se comportar como uma onda e uma partícula.
Vários aparelhos matemáticos são usados ​​para descrever os estados clássicos e quânticos. Nesse caso, a descrição de um sistema quântico usando uma função de onda nem sempre é possível, mas apenas para os chamados estados puros, quando o estado do sistema pode ser representado como uma superposição linear de alguns estados básicos.
Além dos estados puros dos sistemas mecânicos quânticos, existem estados mistos, que são descritos usando uma matriz de densidade. Além disso, os físicos entendem que deve haver estados de transição entre os modelos clássico e quântico, quando o sistema é parcialmente "clássico" e parcialmente "quântico".
Pesquisadores liderados por Luis Sanchez Soto, da Universidade Complutense de Madrid, estudaram estados quânticos extremos, quando um sistema exibe a maior ou menor "quantumidade" e desenvolveram um método para quantificar esse parâmetro.
Em vez de uma escala quântica numérica, os autores propuseram as chamadas constelações de Majorana para representação visual de estados quânticos extremos, com a ajuda das quais um sistema quântico pode ser representado matematicamente por pontos em uma esfera.
Sabe-se que os estados menos quânticos - coerentes - podem ser descritos como quase clássicos. Portanto, sua constelação é apenas um ponto em uma esfera. Estados coerentes surgem, por exemplo, em um laser, onde a luz de fontes de muitos fótons está na mesma fase, o que os torna estados com o menor quantum.
Para a maioria dos estados quânticos, as constelações cobrem a maior parte da esfera.
Os pesquisadores examinaram em seu trabalho várias maneiras pelas quais outros cientistas estimaram o grau de quantumidade e construíram as constelações de Majorana para cada uma delas. Comparando os resultados, os autores concluíram que seu método não é apenas conveniente, mas também "incrivelmente bonito".
Avaliar o grau de quanticidade dos sistemas não é apenas de significado puramente teórico. É importante em áreas promissoras como computação quântica e detecção quântica.
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