Borrador cuántico y complementariedad de Bohr: un modelo discreto, simple y resoluble

Carmen Sánchez Ovcharov

En este artículo se realiza un recorrido cronológico por las propuestas teóricas y experimentos que condujeron a la constitución del denominado principio de complementariedad, enunciado por Bohr. Se muestra como a dicho principio subyacen dos modelos clásicos (ondulatorio y corpuscular) que se toman como analogía para describir y predecir fenómenos de carácter cuántico. Dichos modelos son excluyentes en ambos ámbitos, clásico y cuántico; no obstante, los fenómenos cuantizados requieren la aplicación – aunque no simultánea - de ambos para conseguir un tratamiento completo. La cuestión es si esta extrapolación de modelos, más allá de su adecuación instrumental, puede considerarse cercana a la realidad.

Jesús García López de Lacalle, Laura Nina Gatti Dorpich, André Luiz Fonseca de Oliveira +1 more

Los estados resultantes de la aplicacion del algoritmo de Grover son un subconjunto de estados que se enmarcan dentro de un modelo de computacion cuantica discreto. Estudiando este modelo es posible extraer algunas conclusiones del conocido algoritmo.

Makoto Katsumori

Ámbar Pérez García

Este trabajo de fin de grado surge de la motivación de realizar un estudio dual en el que \nse complementen un desarrollo teórico y su correspondiente comprobación experimental. \nPara ello, se ha planteado el análisis de un borrador cuántico empleando un interferómetro \nde Mach-Zehnder, con el fin de reproducir la validez de las experiencias predichas por la \nfísica cuántica con el experimento del laboratorio. \nLa estrategia seguida ha consistido en una revisión bibliográfica que permita seleccionar \nla documentación más relevante, seguida del montaje experimental para realizar una serie \nde pruebas cualitativas sobre su funcionamiento. Se debe tener en cuenta que durante todo el trabajo se están empleando simultáneamente dos teorías, la mecánica cuántica y el \nelectromagnetismo clásico. \nEs de gran interés realizar esta tarea ya que supone acercar, de una forma sencilla y \nvisual, ciertos fenómenos de la física cuántica difíciles de comprender por ser muy anti intuitivos, como la complementariedad o la no-localidad. Para ello, se han descrito desde el \nformalismo de la física cuántica varios esquemas del borrado cuántico haciendo uso del interferómetro de Mach-Zehnder, facilitando su comprensión con diversos gráficos y diagramas \ndescriptivos. Así mismo, se incluyen fotografías del instrumento empleado en el laboratorio. \nDel análisis expuesto a lo largo de la memoria, se pudieron constatar tres aspectos fundamentales de la teoría cuántica. En primer lugar, la dualidad onda-corpúsculo está presente \nen todo momento ya que se comprueba que el carácter de la partícula depende de la capacidad que tenga el experimentador de acceder a la información del recorrido que ha realizado. \nCuando los caminos son indistinguibles se puede observar el patrón de interferencia consecuencia del comportamiento ondulatorio de las partículas. La función de onda se dividirá \nen dos y cada parte recorrerá uno de los brazos, produciéndose la interferencia entre las \nmismas a la salida del interferómetro. Si se marcan los caminos empleando polarizadores, la \npartícula solo podrá ir por uno de ellos, pasando a comportarse como un corpúsculo. \nEn segundo lugar, se ha constatado el principio de complementariedad de Bohr. Las \npropiedades complementarias no pueden ser medidas u observadas simultáneamente, en \neste caso, las líneas de interferencia y el recorrido del fotón. Al colocar los polarizadores se \nestá generando un estado entrelazado entre el camino seguido por el fotón y su polarización. \nBajo esta circunstancia, conocer la polarización del fotón es conocer el recorrido que ha \nrealizado, y por lo tanto, su comportamiento debe ser corpuscular, desapareciendo el patrón \nde interferencia. \nEn tercer lugar, si se dejara de tener acceso a la información del camino seguido por las \npartículas, instantáneamente se recuperaría el carácter ondulatorio de los fotones, esta es \nuna manifestación del carácter no-local de la mecánica cuántica. \nFinalmente, el objetivo principal se ha alcanzado: montar un interferómetro de MachZehnder que cumpla los requisitos para comportarse como un borrador cuántico. Queda \npendiente la ampliación del proyecto para emplear el borrador cuántico con interferómetro \nde Mach-Zehnder para interpretar las medidas de elección retardada

Fernando M. S. Silva Fernandes