Scientiae Studia, Volume: 11, Issue: 1, Published: 2013
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    Mariconda, Pablo Rubén; Ronde, Christian de; Krauze, Décio
  • Information and quantum theory Artigos

    Freire Junior, Olival; Greca, Ileana Maria

    Abstract in Portuguese:

    A pesquisa em informação quântica sugere uma íntima conexão entre o conceito de informação e a teoria quântica, mas essa conexão envolve nuances cuja análise é o objeto deste trabalho. A sabedoria comum nesse campo divide-se em duas grandes áreas, não excludentes entre si. Há os que são movidos pela possibilidade de uso da teoria quântica em um novo campo, o da computação, independentemente do esclarecimento de seus fundamentos, aqui incluído o conceito de "informação". Alguns consideram que estamos diante de um grande problema conceitual sem resposta satisfatória no momento, enquanto que outros, dentre os que reconhecem a magnitude do problema, têm proposto formulações com a pretensão de solução do problema. Este artigo tem pretensões modestas. Não pretendemos aportar novas soluções ao problema, nem apoiar uma das soluções existentes. Temos a expectativa de através da análise histórico-conceitual do problema mapear as diversas possibilidades, apontando o que nos parecem ser aspectos fortes e fracos nessas possibilidades.

    Abstract in English:

    Research in quantum information suggests a close connection between information and quantum theory. The aim of this article is to analyze nuances involved in this connection. Scientists in this field are divided into two overlapping camps. Some are motivated only by the use of quantum features to improve information processing, in spite of concerns about the foundations of the quantum theory, while others recognize deep conceptual problems of this theory, and attempt to solve them. This article has modest ambitions. It aims only to chart, by way of historical and conceptual analysis, the diverse possibilities available, indicating the strengths and weaknesses of each of them.
  • Quantic fibers for classical systems: an introduction to geometric quantization

    Catren, Gabriel

    Abstract in Spanish:

    En este artículo, se introducirá el formalismo de cuantificación canónica denominado "cuantificación geométrica". Dado que dicho formalismo permite entender la mecánica cuántica como una extensión geométrica de la mecánica clásica, se identificarán las insuficiencias de esta última resueltas por dicha extensión. Se mostrará luego como la cuantificación geométrica permite explicar algunos de los rasgos distintivos de la mecánica cuántica, como, por ejemplo, la noconmutatividad de los operadores cuánticos y el carácter discreto de los espectros de ciertos operadores.

    Abstract in English:

    In this article, We shall introduce the formalism of canonical quantization called "geometric quantization". Since this formalism let us understand quantum mechanics as a geometric extension of classical mechanics, we shall identify the insufficiencies of the latter that are resolved by such an extension. We shall show that geometric quantization permits us to explain some fundamental features of quantum mechanics, such as the non-commutativity of quantum operators and the discrete spectrum of some operators describing physical quantities.
  • The quantum mechanics and conceptuality: matter, histories, semantics, and space-time

    Aerts, Diederik

    Abstract in Spanish:

    Elaboramos aquí una nueva interpretación propuesta recientemente de la teoría cuántica, según la cual las partículas cuánticas son consideradas como entidades conceptuales que median entre los pedazos de materia ordinaria los cuales son considerados como estructuras de memoria para ellos. Nuestro objetivo es identificar qué es lo equivalente para el ámbito cognitivo humano de lo que el espacio-tiempo físico es para el ámbito de las partículas cuánticas y de la materia ordinaria. Para ello, se identifica la noción de "historia" como el equivalente en la esfera cognitiva humana de lo que la materia ordinaria es en el ámbito físico cuántico. Analizamos también el papel desempeñado por los conectivos lógicos de disyunción y de conjunción con respecto a la noción de localidad. De manera similar a lo que hemos hecho en investigaciones anteriores referidas a esa nueva interpretación de la teoría cuántica, se utiliza el entorno cognitivo específico de la Internet para dilucidar las comparaciones que hacemos entre el ámbito cognitivo humano y el ámbito físico cuántico.

    Abstract in English:

    We elaborate the new interpretation of quantum theory that we recently proposed, according to which quantum particles are considered conceptual entities mediating between pieces of ordinary matter which are considered to act as memory structures for them. Our aim is to identify what is the equivalent for the human cognitive realm of what physical space-time is for the realm of quantum particles and ordinary matter. For this purpose, we identify the notion of 'story' as the equivalent within the human cognitive realm of what ordinary matter is in the physical quantum realm, and analyze the role played by the logical connectives of disjunction and conjunction with respect to the notion of locality. Similarly to what we have done in earlier investigations on this new interpretation of quantum theory, we use the specific cognitive environment of the Internet to elucidate the comparisons we make between the human cognitive realm and the physical quantum realm.
  • A new conceptual scheme for the interpretation of the improper mixtures in quantum mechanics

    Holik, Federico; Ronde, Christian de; Christiaens, Wim

    Abstract in Spanish:

    En este artículo, analizamos el significado de las matrices densidad en el formalismo de la mecánica cuántica. Discutimos el problema de los "sistemas cuánticos compuestos" en la lógica cuántica así como también la interpretación de las mezclas impropias. Tomando en cuenta el desarrollo de la lógica cuántica convexa, presentamos un análisis de la estructura formal de la teoría que, argumentaremos, debe ser considerado a la hora de desarrollar un nuevo esquema conceptual para la interpretación de las mezclas cuánticas.

    Abstract in English:

    In this article, we analyze the meaning of density matrices within the formalism of quantum mechanics. We discuss the problem of compound systems in the context of quantum logic as well as the interpretation of improper mixtures. Taking into account the development of convex quantum logic, we present an analysis of the formal structure of the theory which we will argue, must be taken into account when developing a new conceptual scheme for the interpretation of quantum mixtures.
  • Refinements of the interpretation of complementarity from Afshar's experiment Artigos

    Pessoa Júnior, Osvaldo

    Abstract in Portuguese:

    O experimento de Afshar foi proposto recentemente como sendo uma violação do princípio de complementaridade. Reconhecendo a novidade trazida pelo experimento, argumentamos que ele permite um refinamento de tal princípio, a partir do estabelecimento de dois pontos: (1) a possibilidade de modificar o "tipo" de fenômeno (onda ou partícula) sem alterar o estado quântico, e (2) a constatação de que o tipo de fenômeno, associado a um quantum detectado, refere-se a um trecho determinado percorrido pelo objeto quântico. O primeiro ponto é explorado em interferômetros de Mach-Zehnder, com dispositivos de polarização e na montagem dupla de Unruh. O segundo ponto salienta que um fenômeno pode ser corpuscular com respeito a uma região e ondulatório com respeito a outra, estando a novidade de Afshar na proposta de uma maneira de constatar ambos simultaneamente. A restrição (1) acaba tendo um efeito desprezível no experimento de Afshar.

    Abstract in English:

    Afshar's experiment was recently proposed as a violation of the principle of complementarity. Acknowledging the novelty brought by the experiment, we argue that it allows a refinement of this principle, with the establishment of two points: (1) the possibility of modifying the "type" of phenomenon (wave or particle) without changing the quantum-mechanical state, and (2) the recognition that the type of phenomenon, associated to a detected quantum, refers to a specific region traversed by the quantum object. The first point is explored in Mach-Zehnder interferometers, with polarization devices and in Unruh's double setup. The second point emphasizes that a phenomenon can be corpuscular with respect one region and undulatory with respect to another. Afshar's originality lies in his proposal of a way of ascertaining both simultaneously. Restriction (1) turns out having a negligible effect in Afshar's experiment.
  • The quantum Hall effect and its contexts

    Rodríguez, Víctor

    Abstract in Spanish:

    En este artículo, se atienden ciertas facetas conceptuales y experimentales del efecto Hall cuántico. Se argumenta que el mismo ofrece variados matices para la reflexión filosófica, desde la generación de entidades teóricas hasta la epistemología de la experimentación. La exposición pretende mantener cierta sensibilidad por la dinámica histórica en torno del tema, como así también por las implicaciones metrológicas de ámbitos cuánticos específicos. Dada la enorme producción científica sobre el tema, se hace un recorte a los fines de rescatar algunos perfiles significativos de los fenómenos asociados con ese efecto.

    Abstract in English:

    In this paper we address several conceptual and historical aspects of the quantum Hall effect. We argue that this effect offers a variety of perspectives for philosophical reflection, from the generation of theoretical entities to the epistemology of experimentation. The exposition attempts to maintain a certain sensitivity to the historical dynamics around the issue, considering at the same time its metrological implications for specific quantum areas. Given the vast scientific literature on the subject, a cut is made in order to rescue some meaningful profiles of the phenomena associated with this effect.
  • Perspectivism in philosophy of science: a case-study in quantum physics Artigos

    Krause, Décio; Arenhart, Jonas Rafael Becker

    Abstract in Portuguese:

    Neste artigo, apresentaremos uma visão particular do desenvolvimento de teorias científicas que denominamos (inspirados em Ortega y Gasset) "perspectivismo". Discutiremos como, através desse enfoque, é possível compatibilizar diversas descrições aparentemente distintas e incompatíveis de uma suposta realidade que se investiga. Fazemos isso distinguindo entre a "realidade" (R) e a "descrição empírica da realidade" (Re). Aceitando que podemos ter diversas descrições empíricas de uma mesma realidade, discutimos o caso particular em que esse esquema é utilizado nos debates atuais acerca da ontologia da física quântica, em especial da mecânica quântica não relativista. Como se sabe, essa teoria é compatível com distintas ontologias (ou metafísicas), em particular, pode ser vista como comprometida com uma ontologia de indivíduos, mas também com uma ontologia de não indivíduos. Ambas as alternativas são plausíveis e merecem ser desenvolvidas. Propomos que o perspectivismo aqui apresentado é neutro com relação à escolha de uma metafísica (ontologia), bem como aos debates entre realistas e antirrealistas em filosofia da ciência. Concluímos que passar do pluralismo aceito pelo perspectivista ao realismo ou antirrealismo envolve comprometimento com teses mais robustas acerca da relação entre realidade e descrição da realidade.

    Abstract in English:

    In this article we present a particular view of the development of scientific theories which (following Ortega y Gasset), we term "perspectivism". Making use of this view, we discuss how we can accommodate distinct and apparently incompatible descriptions of a supposed reality under investigation. We distinguish between a "reality" (R) and its "empirical description", (Re). Acknowledging that we can have diverse empirical descriptions of the same reality, we discuss the particular case in which the view is applied to current debates on the ontology of quantum physics, especially of non-relativistic quantum mechanics. As it is well known, this theory is compatible with treating quantum objects either as individuals or as non-individuals. Both ontologies are possible and deserve to be developed. We propose that the perspectivism developed here is neutral not only with respect to the choice of an ontology, but also concerning the debates among realists and anti-realists in the philosophy of science. We conclude that to go beyond the pluralism accepted by perspectivism, and to adopt realism or anti-realism, involves commitment to strong theses about the relation between reality and its descriptions.
  • Einstein and Compton's effect

    Cassini, Alejandro; Levinas, Leonardo; Pringe, Hernán
  • El experimento de Compton ¿Es la ciencia un fin en sí mismo?

    Einstein, Albert
  • Remarks on Einstein's original approach towards a quantum theory of radiation (about the article "Einstein y el efecto Compton") Notas E Críticas

    Paty, Michel

    Abstract in Portuguese:

    No artigo "Einstein y el efecto Compton", publicado neste número de SCIENTIÆ <img src="/img/revistas/ss/v11n1/a01img01.jpg" alt="" width="12" height="15">UDIA: , os autores estranham o fato de Einstein não ter declarado mais claramente o quanto esse efeito comprovava definitivamente o carácter corpuscular da radiação. A presente nota crítica pretende fornecer elementos adicionais de apreciação que permitam acompanhar o método de exploração do domínio dos quanta elaborado por Einstein, na ausência de uma teoria adequada, e praticado por ele de 1905 à 1925, evidenciando por esse meio propriedades inéditas e inusuais dos fenômenos quânticos; e também explicitar o alvo que ele queria almejar com sua investigação e entender melhor seu pensamento acerca dos quanta. Três argumentos principais são delineados. (1) O problema dos quanta de luz está estreitamente ligado com aquele das propriedades quânticas da matéria atômica em geral, do qual não pode ser separado. (2) Outro experimento, realizado pouco depois do experimento de Compton, trouxe um elemento adicional, necessário para que se possa atribuir sem nenhuma reticiência uma quantidade de movimento à radiação, isto é, o caráter individual da interação da qual a radiação toma parte. (3) Enfim, os trabalhos de Einstein sobre a estatística quântica, realizados no mesmo período, apontavam na direção da generalização do duplo caráter onda-corpúsculo à radiação, como também à matéria, evidenciando a indiscernibilidade dos estados idênticos e revelando, assim, propriedades fundamentais radicalmente novas que toda teoria quântica futura haveria de incluir.

    Abstract in English:

    In the article "Einstein y el efecto Compton", published in this issue of SCIENTIÆ <img src="/img/revistas/ss/v11n1/a01img01.jpg" alt="" width="12" height="15">UDIA: , the authors wonder why Einstein did not claim unambiguously that this phenomenon was a clear and definitive proof of the corpuscular character of radiation. The aims of the present critical note are to provide additional comments that serve to clarify the method that Einstein used for exploring the quantum domain, in the absence of a satisfactory theory - a method he practiced from 1905 to 1925, and from which he obtained evidence of new and unusual properties of quantum phenomena; and to try to formulate what he wanted to get at in his investigations, so as to understand better his thinking about quanta. Three main arguments are sketched. (1) The problem of light quanta cannot be separated from that of the quantum properties of atomic matter in general. (2) Another experiment, performed shortly after Compton's yielded a further element that was necessary to obtain a definitive answer to the question of whether a quantity of motion can be attributed to radiation. (3) Finally, Einstein's works on quantum statistics during that period pointed towards a generalization of the double wave-corpuscle behavior of radiation, and also of matter, providing evidence for the indistinguishability of identical states, thus revealing radically new fundamental properties that should be accounted for by any further quantum theory.
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