Orientador: Erasmo Recami

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Um século após a sua descoberta, o elétron continua a ser um estranho dentro do eletromagnetismo clássico. Vários foram os modelos propostos para descrevê-lo. Pode-se dizer que a teoria mais bem sucedida foi formulada por Dirac em 1938, muito embora apresentando problemas tais como as...

Resumo: Um século após a sua descoberta, o elétron continua a ser um estranho dentro do eletromagnetismo clássico. Vários foram os modelos propostos para descrevê-lo. Pode-se dizer que a teoria mais bem sucedida foi formulada por Dirac em 1938, muito embora apresentando problemas tais como as pré-acelerações e soluções auto-acelerantes. Uma alternativa a esta teoria foi proposta na década de 50 pelo físico italiano P. Caldirola, tendo por hipótese básica a existência de um intervalo fundamental de tempo, o crônon. Com base nesta hipótese Caldirola propôs uma descrição baseada em equações a diferenças finitas equivalentes à de Dirac mas livre dos problemas por ela apresentados. A extensão da hipótese do crônon à mecânica quântica não-relativística, resultando em formulações discretizadas da equação de Schrödinger, produziu resultados relevantes como a derivação da massa do múon e do tau à partir da massa do elétron. Neste trabalho, analisamos as equações discretas com base no formalismo de Feynman e estudamos algumas de suas soluções. Partindo dos operadores de evolução associados às equações discretas, estendemos o procedimento à representação de Heisenberg e encontramos uma representação que, como no caso contínuo, é equivalente à de Schrödinger. Fazemos uma análise de compatibilidade entre as várias representações: Schrödinger, Heisenberg e operadores de densidade. São estudados alguns exemplos típicos como, por exemplo, o oscilador harmônico simples. O formalismo de operadores de densidade é utilizado para analisar o problema da medida na mecânica quântica. Finalmente, fazemos uma abordagem da equivalência entre o formalismo discreto e a introdução de operadores não-hermitianos na equação de Schrödinger contínua

Abstract: Discovered nearly a century ago, the electron is still a stranger in the context of classical electromagnetism. Many models have been proposed in order to describe it. In this sense, the most successful theory is the one proposed by Dirac in 1938, notwithstanding some drawbacks such as the...

Abstract: Discovered nearly a century ago, the electron is still a stranger in the context of classical electromagnetism. Many models have been proposed in order to describe it. In this sense, the most successful theory is the one proposed by Dirac in 1938, notwithstanding some drawbacks such as the existence of pre-accelerating and self-accelerating solutions. An alternative theory was proposed in the fifties by P. Caldirola, based on the hypothesis of the existence of a fundamental interval of time: the chronon. Based on that hypothesis, Caldirola proposed a new framework based on finite difference equations equivalent to Dirac's but without the same inconsistencies. The extension of the chronon to non-relativistic quantum mechanics resulting in finite difference versions of the Schrödinger equation has produced relevant results such as the derivation of the masses of muon and tau starting from the electron mass. In this monograph we analyze the discrete equations in the scope of Feynman path integral formalism and study some of its solutions. We derive the time evolution operators for the discrete theory and use these operators to get the discrete Heisenberg equations. We perform a compatibility analysis of the various pictures: Schrödinger, Heisenberg and density operator. As in the continuous representation, the pictures are found to be equivalent. Some typical examples are studied as, for example, the simple harmonic oscillator. The density operator formalism is applied to the measurement problem of quantum mechanics. Finally, we study the equivalence between the discrete formalism and the introduction of non-hermitian operators in the continuous quantum mechanics