Na mecânica quântica, um estado misto é um conjunto estatístico de estados quânticos. Ao contrário de um estado puro , que descreve um sistema com um estado quântico definido, um estado misto representa um sistema cujo estado é incerto, sendo uma combinação probabilística de múltiplos possíveis estados puros.
Aqui está um colapso dos conceitos -chave:
Estado puro: * Descreve um sistema com um estado quântico definido, representado por uma única função de onda.
* Exemplo:Um elétron de rotação está em um estado puro.
Estado misto: * Representa um sistema cujo estado é incerto, sendo uma combinação probabilística de vários estados puros.
* Exemplo:Um sistema com 50% de chance de estar no estado de rotação e uma chance de 50% de estar no estado de rotação está em um estado misto.
Operador de densidade: * Uma ferramenta matemática usada para descrever estados mistos.
* É um operador hermitiano que representa a distribuição de probabilidade sobre os possíveis estados puros do sistema.
* Os elementos diagonais do operador de densidade representam as probabilidades do sistema em cada estado puro.
Por que os estados mistos surgem: * Informações incompletas: Se tivermos conhecimento incompleto sobre um sistema, só podemos descrevê -lo usando um estado misto.
* Interação
com o ambiente: As interações com o meio ambiente podem causar decoerência, levando a um estado misto.
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Equilíbrio térmico: Os sistemas em equilíbrio térmico estão tipicamente em estados mistos devido às flutuações térmicas de seus componentes.
Distinguindo estados mistos e puros: *
Estado puro: O operador de densidade é idempotente (seu quadrado é igual a si mesmo).
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Estado misto: O operador de densidade não é idempotente.
Exemplos de estados mistos: * Um conjunto térmico de átomos a uma temperatura específica.
* Um feixe de luz não polarizada.
* Um sistema que foi medido, fazendo com que ele entre em colapso em um estado misto.
Pontos de chave: * Estados mistos representam incerteza no estado quântico de um sistema.
* Os operadores de densidade são usados para descrever estados mistos.
* Os estados mistos surgem devido a conhecimento incompleto, interação com o ambiente e equilíbrio térmico.
* Os estados mistos não são tão específicos quanto os estados puros, mas ainda são essenciais para a compreensão dos fenômenos quânticos.
A compreensão dos estados mistos é crucial para várias aplicações na teoria da informação quântica, computação quântica e mecânica estatística.
