INTRO FISICA MODERNA FULL.pdf - Cosmofisica

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66212≠ I1I2I12= h1+ h2= I1+ I2+ 2I1I2+ 2 I1I2I +221= h1I2h2I =Experimento con balasP +12= P1P2Experimento con electrones (son detectados en paquetes)p +12≠ p1p2¿Cómo se explica? ¿Con trayectorias rarísimas? ¡NO!• Incidiendo con electrones, e - , uno a la vez. Se observa el mismo patrón de interferencia.• Espiando a los electrones. ¿Qué pasa si nos inventamos algún mecanismo para poderinferir por qué agujero pasó el electrón? El momento que dicho mecanismo me permiteconocer por cuál agujero paso el electrón, el diagrama de interferencia se pierde y setiene un diagrama como el de balas; si dicho mecanismo pierde la capacidad de conocerpor que agujero pasó el electrón, el diagrama de interferencia se recupera 10 .• Note que al tratar de visualizar lo que se conoce o se denomina onda de materia se tieneun gran problema ¿Qué es lo que ondula u oscila?• La matemática de las ondas puede aplicarse para describir el comportamientoondulatorio de las partículas.10 Wolfgang Ketterle et.al.,Scientific American, 1996
67• Aunque inicialmente este experimento fue solo pensado, varios experimentos han sidollevados a cabo 11 12 13 14 con neutrones, átomos y moléculas tan grandes como el defullerenos C 60 , en los cuales se ha observado este comportamiento cuántico.Paquetes de ondaEl mismo hecho de describir a la partícula como “onda” hace que ésta pierda algunosaspectos de ser localizado.Una partícula generalmente se la representa por un paquete de ondas que forman unaenvolvente que se propaga a una velocidad diferente de la de sus componentes.Consideremos dos ondas:ψ1= Acos( ω1t− k1x)ω 1≈ ω 2= ω( t k x)ψ2= Acos ω2−2k 1≈ k 2= kSuperponiendo las dos ondas:ψ = ψ 1+ ψ 2⎡⎛ ω + ⎞ ⎛ k + k ⎞ ⎤= A Rcos⎢⎜1ω1 2ψ2⎟t− ⎜ ⎟x⎥⎣⎝2 ⎠ ⎝ 2 ⎠ ⎦Donde:⎡⎛ω − ⎞ ⎛ k − k ⎞ ⎤A R= 2Acos⎢⎜1ω 21 2⎟t− ⎜ ⎟x⎥ ⎣⎝2 ⎠ ⎝ 2 ⎠ ⎦Figura. Paquetes de ondaCada componente se propaga con su velocidad de fase.2ω E h E mcυph= = νλ = = = =k h p p mυ2cυ11 K. Eder, M. Gruber, A. Zeilinger, R. Gähler, W. Mampe, Physica B 172 (1991) 32912 U Eichmann et.al. Phys. Rev. Letters, 70, 235913 O. Carnal & J. Mlynek 1991 Phys. Rev. Letter, 66, 268914 M. Arndt, y col., IQEC 2000, Conference Digest, Nice (2000) 115
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