Autor Tópico: Mecânica Quântica para leigos.  (Lida 65285 vezes)

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Offline Eleitor de Mário Oliveira

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #125 Online: 19 de Abril de 2010, 20:53:14 »
Porque nesses casos, não dá pra saber se a partícula 1 está pra cima e a 2 pra baixo ou vice-versa, só que uma tá pra cima e outra pra baixo. Mas tbm acho que 1/3 1/3 1/3 tá estranho.

Mas é aí que a galerinha do What a fuck do we know começa a gritar e babar.

Se eu não consigo discernir as moedas e as lanço simultaneamente, a probabilidade de uma dar cara e a outra dar coroa continua 1/2.

Offline SnowRaptor

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #126 Online: 19 de Abril de 2010, 21:20:22 »
Ah claro. Como eu pude esquecer?

Provavelmente eles estão considerando queo estado é um tripleto. Realmente, tem 4 modos de se combinar duas partículas de spin 1/2:
  • %5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cuparrow%5Cright%26gt%3B,
  • %5Cleft%7C%5Cdownarrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B,
  • %5Cfrac%7B1%7D%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%5Cleft%28%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+%2B+%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+%5Cright%29 e
  • %5Cfrac%7B1%7D%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%5Cleft%28%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+-+%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+%5Cright%29

Os três primeiros, têm spin total 1, e o último tem spin total 0.

Ou seja, se ele está considerando apenas pares de partícula com spin total 1, praovavelmente porque eles eliminam as de spin 0 de alguma forma.

Aí fica 1/3 1/3 1/3. :ok:
« Última modificação: 19 de Abril de 2010, 21:23:42 por SnowRaptor »
Elton Carvalho

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Offline Eleitor de Mário Oliveira

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #127 Online: 19 de Abril de 2010, 22:12:19 »
Ah claro. Como eu pude esquecer?

Provavelmente eles estão considerando queo estado é um tripleto. Realmente, tem 4 modos de se combinar duas partículas de spin 1/2:
  • %5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cuparrow%5Cright%26gt%3B,
  • %5Cleft%7C%5Cdownarrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B,
  • %5Cfrac%7B1%7D%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%5Cleft%28%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+%2B+%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+%5Cright%29 e
  • %5Cfrac%7B1%7D%7B%5Csqrt%7B2%7D%7D%5Cleft%28%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+-+%5Cleft%7C%5Cuparrow%5Cdownarrow%5Cright%26gt%3B+%5Cright%29

Os três primeiros, têm spin total 1, e o último tem spin total 0.

Ou seja, se ele está considerando apenas pares de partícula com spin total 1, praovavelmente porque eles eliminam as de spin 0 de alguma forma.

Aí fica 1/3 1/3 1/3. :ok:
:???: :/
Então dá-se um razzle-dazzle  matemático, cancela um caso e fica tudo 1/3. Isso?

Offline SnowRaptor

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #128 Online: 19 de Abril de 2010, 22:14:12 »
Não é matemático. É físico.

Aqui: http://en.wikipedia.org/wiki/Triplet_state


Por exemplo: se você tem um par de partículas com spin zero e passá-las por um campo magnético configurado de um jeito esperto, elas não são desviadas, ams se elas tiverem spin 1, serão desviadas. É só colocar o sensor no lugar onde as de spin1 vão parar. Aí você garante que só tem pares de partícula de spin 1 lá.
« Última modificação: 19 de Abril de 2010, 22:16:15 por SnowRaptor »
Elton Carvalho

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Offline Cumpadi

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #129 Online: 25 de Setembro de 2010, 17:19:24 »
Olá, bem.... quando estava no ensino médio, perguntei ao meu professor de física: se dois carros andam um em direção ao outro com velocidade V/2, onde V é a velocidade da luz, então se você se encontra em um dos carros, o outro estaria andando na velocidade da luz contra você. Então ele contraargumentou, primeiro, velocidade relativa não é tão simples assim, se soma como uma aproximação para velocidades mais baixas, segundo que você tem que considerar um referêncial absoluto. Então eu perguntei: que referencial absoluto? Uma estrela. E o que me garante que uma estrela é o referencial absoluto? E o que te garante que não é? Se ele cometeu algum erro acredito que tenha sido só para facilitar minha vida no vestibular :P, porém a dúvida continua: Mas heim?
http://tomwoods.com . Venezuela, pode ir que estamos logo atrás.

Offline SnowRaptor

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #130 Online: 25 de Setembro de 2010, 17:28:07 »
Não existe referencial absoluto. Ponto. Nem uma estrela, nem o cara num carro, nem o cara no outro nem a velhinha atravessando a rua.

Para levar em conta efeitos relativísticos em mudanças de referencial inercial (referencial inercial é aquele para o qual a primeira lei de Newton vale, como por exemplo corpos se movendo a velocidade constante, como seus carros), você deve utilizar as transformações de Lorentz que, para velocidades muito menores que a da luz, realmente viram as transformações que você conhece: somar/subtrair as velocidades.
Elton Carvalho

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Offline Alano

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  • Que é exatamente uma "divindade"(sic)??
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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #131 Online: 16 de Fevereiro de 2011, 21:33:05 »
.
Segundo entendo. o termo "Quantico" e "Mecânica Quântica" costumam ser mal empregados. O que quer dizer "Quântico"?

Vejamos o que diz o Aurélio: "Diz-se de qualquer sistema ou fenômeno quantificado". Ora, tudo no mundo é "quantificado"!

Houaiss: (mecânica quantica):  "Sistema físico cujas grandezas físicas observáveis assumem valores discretos, de tal modo que a passagem de um determinado valor para outro ocorre de maneira descontínua"

Há duas palavras mágicas nesta definição: "discretos" e "descontínua", que são a mesma coisa (ou ainda "intermitente")

----------------------------------

Na pratica, o que "Mecânica Quantica" quer dizer é que nesta "classe de dimensões" as "leis físicas" não são as mesmas da classe de dimensões em que vivemos.

Como há tempo já se diz, as leis físicas de eventuais outras (classes de) dimensões deverão ser distintas.

Então, só para esclarecer, quando ouvir falar "Mecânica Quantica", leia: Mecânica do Sub-Atômico (ou Leis físicas do sub-atômico).

Era isto,
"Usa-se exércitos para escravizar os d'além fronteira e religião para escravizar os do lado de dentro da fronteira".

Offline SnowRaptor

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #132 Online: 16 de Fevereiro de 2011, 23:52:39 »
Onde está escrito "quantificado" leia-se "quantizado".
Elton Carvalho

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Offline Alano

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  • Que é exatamente uma "divindade"(sic)??
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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #133 Online: 17 de Fevereiro de 2011, 06:49:50 »
.
quan.ti.zar (quanto+izar) vtd 1 Quantificar; efetuar uma quantização.

quanta: plural de quantum

quantum s. quantidade; quantidade específica; porção, parte; grande quantia;

-------------------------------------------------------

Quem não sabe o quão simples é o termo empola o peito para dizer "Mecânica Quântica", sem conhecimento do que representa de fato.
« Última modificação: 17 de Fevereiro de 2011, 06:58:00 por Alano »
"Usa-se exércitos para escravizar os d'além fronteira e religião para escravizar os do lado de dentro da fronteira".

Offline Südenbauer

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #134 Online: 04 de Março de 2011, 01:46:37 »
Ah, então é essa a primeira lição de física moderna na faculdade dos trolls. :lol:

Na faculdade convencional os professores mencionam sobre Max Planck, corpo negro, concepção de "quanta de energia" (Ah?! Ah?!).

Offline Rocky Joe

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #135 Online: 11 de Março de 2011, 00:22:05 »
Acho que o processo de "quantização" é o nome que se dá a tomada de uma quantidade clássica - posição, por ex. -, torná-la um operador e daí poder calcular as probabilidades de se obter determinados valores, e quais valores são esses. Esses valores podem ser contínuos ou discretos. É o artifício matemático para criar uma teoria que possa falar de probabilidades, o que não poderia ser feito só com o cálculo.

Historicamente, o nome de "Mecânica Quântica" deve ser pela introdução do aspecto discreto de autovalores (que representam as medidas possíveis) de determinadas quantidades, notadamente da energia.  Há outros nominhos no entanto. À formulação de Heisenberg costumam chamar de Mecânica Matricial,  a de Schrödinger Mecânica Ondulatória, a de Dirac ele chamava Álgebra de alguma coisa, esqueci agora.

De qualquer forma, eu tenho duas dúvidas que eu daria um beijo na testa de quem as respondesse.

A primeira é que uma partícula sujeita a um potencial de um oscilador harmônico nunca é encontrada na origem, porque violaria o princípio da incerteza. Mas, poxa, eu olho um pêndulo simples, meu relógio lá, e vejo ele passar pela posição de origem. Como no mundo quântico é uma coisa e no macróscopico é outra? Se a quântica tem um limite clássico, como uma coisa impossível dessas passa a ser possível?

A segunda dúvida é que, classicamente, define-se velocidade = dx/dt, e é daí, imagino, que se faça as medidas de v, isto é, calculando posições e tempo. Nos experimentos quânticos, como os caras medem a velocidade sem referir-se à sua definição?

Offline SnowRaptor

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #136 Online: 11 de Março de 2011, 00:42:59 »
Na verdade, uma partícula sujeita ao potencial harmônico no estado fundamental é mais provavelmente encontrada na origem, já qeu a função de onda é uma gaussiana.

Nos estados excitados ímapres (primeiro excitado, terceiro excitado), de fato, a função de onda é nula na origem. Mas um pêndulo macroscópico é um sistema de energia muito alta: a energia total é um múltiplo muito grande de %5Chbar%5Comega e quando você toma o quadrado da função de onda do n-ésimo estado %5CPsi_n, que é a distribuiçào de probabilidade de encontrar a partícula em cada posição, você chega cada vez mais perto da distribuição clássica se n é grande:


Note que quanto maior o valor de n, mais a diostribuiçào se parece com a clássica: bordas altas e centro mais baixo.


Quanto à velocidade, dificilmente se fala em velocidade em termos quânticos, a não ser que estejamos numa aproximação semiclássica, como alguns modelos cristalinos ou entào temos uma grandeza bem definida, o momento que pode ser dividido pela massa pra chegarmos a uma "velocidade efetiva".
Elton Carvalho

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Offline Rocky Joe

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #137 Online: 11 de Março de 2011, 00:58:12 »
Obrigado, cara. Eu estava realmente confundindo as coisas, e ainda arranjei um desculpa esfarrapada para minha confusão. Valeu!

Offline ByteCode

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #138 Online: 21 de Março de 2011, 10:50:08 »
Olá pessoal. Eu anprendo muito com vocês aqui. Me mostram a porta e eu vou atrás...rss

Gostaria de fazer três perguntas para vocês que entendem muito mais do assunto do que eu:

1 - O que é exatamente a Função de Onda? É apenas uma fórmula matemática que representa um fenômeno?

2 - A partir de que momento as partículas e átomos deixam de seguir a mecânica quântica e passam a fazer o que é descrito na mecânica clássica?

3 - O que é que poderia explicar o fenômeno do entrelaçamento quântico, já que a informação, pela relatividade geral, não pode viajar mais rapido do que a luz? Particulas pegando atalhos no espaço/tempo poderia ser uma resposta possível?

 :ok:

Offline SnowRaptor

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #139 Online: 21 de Março de 2011, 12:04:40 »
1 - O que é exatamente a Função de Onda? É apenas uma fórmula matemática que representa um fenômeno?

É uma descrição do estado da partícula. Ela, sozinha, não tem um equivalente clássico para comparar, mas o módulo ao quadrado da função de onda é a densidade de probabilidade de encontrar a partícula em cada ponto do espaço.

2 - A partir de que momento as partículas e átomos deixam de seguir a mecânica quântica e passam a fazer o que é descrito na mecânica clássica?

Nunca :D

O que acontece é que pra energias "altas" e distâncias "grandes" (ou seja, macroscópicas), se você fizer a conta classicamente ou quanticamente dá praticamente o mesmo resultado, a menos de pequenas correções que ficam cada vez menores à medida que a escala aumenta.


3 - O que é que poderia explicar o fenômeno do entrelaçamento quântico, já que a informação, pela relatividade geral, não pode viajar mais rapido do que a luz? Particulas pegando atalhos no espaço/tempo poderia ser uma resposta possível?

Tem um tópico aqui onde a gente discute isso mais elaboradamente, acho que é o da interpretação da quântica.
Elton Carvalho

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Offline Rocky Joe

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #140 Online: 21 de Março de 2011, 13:10:35 »
ByteCod, como a mecânica quântica não lhe dá certezas sobre uma medida, apenas probabilidade, o entrelaçamento quântico não permite a transmissão de informações, então ela não viola o postulado que você comentou. Quero dizer, se uma partícula na Lua estiver emaranhada com uma na Terra, não há como eu te dizer da Lua, "se o seu experimento der spin down, meu filho é uma menina, se o seu experimento der spin up, meu filho é um menino", porque eu não consigo determinar a princípio qual spin o meu experimento de Stern-Gerlach produzirá.

Além disso, ACHO que mesmo fosse o contrário - como as teorias de variáveis ocultas, que confere realidade ao spin fora da medida - não haveria como você saber se eu colapsei sua função de onda para determinar spin down antes de você medir, porque você mesmo pode tê-la colapsado-a para spin down na sua medida.

Quanto ao limite clássico da mecânica quântica, havia um artigo na revista brasileira de física que os dois modos que normalmente utilizamos para deduzir o limite clássico formalmente não cumprem seu papel. Posso voltar a esse ponto depois. Agora tenho que sair aqui do pc!!

Offline ByteCode

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #141 Online: 21 de Março de 2011, 13:21:18 »
1 - O que é exatamente a Função de Onda? É apenas uma fórmula matemática que representa um fenômeno?

É uma descrição do estado da partícula. Ela, sozinha, não tem um equivalente clássico para comparar, mas o módulo ao quadrado da função de onda é a densidade de probabilidade de encontrar a partícula em cada ponto do espaço.

Então o que se faz é pegar emprestado os exemplos (fórmulas e cálculos) da ondas eletromagnéticas e ondas sonoras, que seriam o que mais se assemelha, e usar na mecânica quântica?

2 - A partir de que momento as partículas e átomos deixam de seguir a mecânica quântica e passam a fazer o que é descrito na mecânica clássica?

Nunca :D

O que acontece é que pra energias "altas" e distâncias "grandes" (ou seja, macroscópicas), se você fizer a conta classicamente ou quanticamente dá praticamente o mesmo resultado, a menos de pequenas correções que ficam cada vez menores à medida que a escala aumenta.

Então por que tanto se fala em uma teoria unificadora (teoria do tudo - Teoria M), se ambas no final querem dizer a mesma coisa, mas de maneira diferente?

Offline ByteCode

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #142 Online: 21 de Março de 2011, 13:26:15 »
ByteCod, como a mecânica quântica não lhe dá certezas sobre uma medida, apenas probabilidade, o entrelaçamento quântico não permite a transmissão de informações, então ela não viola o postulado que você comentou.

Mas o fato de haver uma correspondência imediata entre elas, isto implica o envio e recebimento de algo. Ou seja, existe o fluxo de alguma coisa ligando estas duas partículas. Ou estou enganado?

Offline Rocky Joe

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #143 Online: 21 de Março de 2011, 13:49:32 »
Sim, Bytecod. Da mesma forma que na Teoria da Gravitação de Newton, por exemplo, em que existem influências mesmo os corpos estando longe, instantaneamente.

Do ponto de vista da interpretação de Bohr, este "fluxo de coisas" ou só "coisa", não pode ser medido, então não é importante. É mais ou menos o que Newton faz com a gravitação, ele se contenta em explicar como ela funciona, e não pergunta o porquê dela existir, de diminuir ao inverso do quadrado da distância, de influenciar instantaneamente, etc...

Citar
Então o que se faz é pegar emprestado os exemplos (fórmulas e cálculos) da ondas eletromagnéticas e ondas sonoras, que seriam o que mais se assemelha, e usar na mecânica quântica?

A matemática da mecânica quântica não é a mesma das ondas da mecânica clássica (entre outras coisas, a equação da "função de onda", a Equação de Schrödinger, é complexa, e só tem uma derivada no tempo, enquanto na clássica é a derivada segunda). O nome "função de onda" nesse sentido é ruim, porque não é mesmo uma onda. Mas é "parecida", de forma que uma das interpretações iniciais é que a "função de onda" de fato era uma onda. Mas foi uma idéia abandonada, entre outras coisas, porque se considerarmos a função de onda como representando uma onda, esta onda se propaga a velocidades muito maiores do que a luz.

Então a interpretação que normalmente se dá mesmo para a função de onda é que ela, na verdade o quadrado do seu módulo, representa a probabilidade de se achar a partícula em algum ponto.

Dá para você perceber que a história é meio confusa: primeiro descobriu-se uma equação que descreve corretamente fenômenos quânticos - a Eq. de Schrödinger - e depois foi-se interpretar o que de fato era a sua solução.

Offline Südenbauer

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #144 Online: 28 de Março de 2011, 23:49:04 »
Assim como na mecânica clássica temos a equação do movimento que nos dá a velocidade e posição de um sistema físico, na mecânica quântica a função de onda descreve o estado de uma partícula (propriedades como posição, momento, spin). A principal diferença aqui é que existe no âmbito da quântica o princípio de incerteza.

O nome "função de onda" é porque tu pode descrever o estado do sistema físico a partir de uma distribuição de probabilidades que pode ser descrita em forma de senos e cossenos.

Não existe uma fronteira bem delimitada de onde a mecânica clássica e a quântica se separam. Basicamente, tu pode aplicar a MC até o nível molecular da matéria (termodinâmica) enquanto que a nível atômicoa teoria quântica predomina. Mas ainda assim existem situações nessa escala que podem ser explicadas classicamente, outras não. Existe ainda a questão da dualidade onda-partícula em que o modelo funciona pra uns casos (efeito fotoelétrico, partícula) e outros não (difração de elétrons, onda).

A radiação de um corpo negro, por exemplo, pode ser explicada classicamente até o ultravioleta (catástrofe do ultravioleta). A partir daí, tu não pode tratar da radiação como contínua, e sim composta por "quantas" de energia.

A mecânica quântica pode ser aplicada para problemas clássicos, mas seria como matar uma mosca com uma bala de canhão.

Confesso que ainda não domino bem essa área, e o post pode ter ficado meio confuso. Mas acho que em poucas palavras é isso aí.
« Última modificação: 28 de Março de 2011, 23:51:05 por Dr. Strangelove »

Offline Südenbauer

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #145 Online: 28 de Março de 2011, 23:55:17 »
2 - A partir de que momento as partículas e átomos deixam de seguir a mecânica quântica e passam a fazer o que é descrito na mecânica clássica?

Nunca :D

O que acontece é que pra energias "altas" e distâncias "grandes" (ou seja, macroscópicas), se você fizer a conta classicamente ou quanticamente dá praticamente o mesmo resultado, a menos de pequenas correções que ficam cada vez menores à medida que a escala aumenta.

Então por que tanto se fala em uma teoria unificadora (teoria do tudo - Teoria M), se ambas no final querem dizer a mesma coisa, mas de maneira diferente?
Não querem dizer a mesma coisa. Existem limitações para situações físicas dependendo de escala e velocidade.


Offline ByteCode

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #146 Online: 31 de Março de 2011, 11:47:03 »
Não querem dizer a mesma coisa. Existem limitações para situações físicas dependendo de escala e velocidade.



Muito interessante esta imagem, foi bem esclarecedora para mim. Obrigado pelas explicações!  :ok:

Só não entendi exatamente o que seria "Quantum Field Theory".  :D
« Última modificação: 31 de Março de 2011, 11:49:17 por ByteCode »

Offline Derfel

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Offline Moro

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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #148 Online: 02 de Abril de 2011, 12:59:04 »
Já existe alguma proposição para a gravidade no âmbito da física quântica?
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Re: Mecânica Quântica para leigos.
« Resposta #149 Online: 02 de Abril de 2011, 15:44:36 »
Foto USGS

 

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