Resumo |
O interferômetro de Mach-Zehnder é um arranjo experimental óptico inventado por volta dos anos de 1890. O interferômetro consiste em 2 semi-espelhos que refletem 50% da luz incidente e transmite os outros 50% (S1 e S2), dois espelhos que refletem a luz incidente (M1 e M2), dois detectores (D1 e D2) e uma fonte de luz. Quando ligamos a fonte de luz, os feixes de luz se deparam com o semi-espelho S1, criando assim dois caminhos A e B, pois 50% foi transmitido e 50% refletido. Em ambos os caminhos temos um espelho que reflete a luz incidente de tal forma que os feixes do caminho A e os feixes do caminho B se encontram em um ponto e nesse ponto temos um espelho S2, os detectores vão mostrar os resultados obtidos logo depois dos feixes passarem por S2. O interferômetro permite realizar experimentos de interferência, difração e polarização com feixes de luz de baixíssima intensidade, em que um fóton de cada vez interage com o interferômetro. No nosso caso, vamos focar nos experimentos de interferência e de interação do fóton com o interferômetro, pois temos como objetivo analisar o experimento classicamente (interferência) e quanticamente (interação do fóton), tentando mostrar como esses resultados diferem quando usamos raciocínios clássicos e quânticos. Para mostrar os resultados obtidos no “mundo” clássico vamos fazer dois experimentos mentais: um experimento feito com luz e outro feito com projeteis. A primeira coisa que vemos nesses dois experimentos é que encontramos resultados diferentes e a segunda é que o experimento realizado com projeteis nos dá valores não encontrados em laboratório. Porém, a análise que fizemos para o projetil é a mesma que faríamos se apenas um fóton interagisse com o interferômetro e quando isso ocorre, estamos trabalhando quanticamente. Assim, usando os postulados da quântica mostrarei que os espelhos do experimento criam uma superposição de estados e que essa superposição é praticamente impossível de ser enxergada fazendo esse experimento mentalmente, pois não consideramos o caráter onda-partícula do fóton. Concluindo que precisamos dos postulados para chegar nos resultados visto em laboratório. |