Uma medida de realidade física

Orientador: Prof. Dr. Renato Moreira AngeloDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa: Curitiba, 27/02/2015Inclui referênciasResumo: Inspirados em um conceito físico fundamental, seja ele a ligação entre correlação e realidade, abordamos a noção de elementos de realidade. Baseando-nos na ideia de que a codificação de uma propriedade física em um grau de liberdade é o que de fato torna tal propriedade definida (real), propomos, de maneira empiricamente fundamentada, como identificar os elementos de realidade dentro da Mecânica Quântica. Nossa proposta estende aquela dada por EPR [1], reconhecendo também os casos em que a ignorância é meramente subjetiva. Tal proposição nos permite identificar quais estados quânticos descrevem realidade definida para um dado observável, o que nos leva a estabelecer uma medida de realidade física. Dentro desse formalismo, demonstramos que observáveis incompatíveis não podem ter realidade simultânea para estados emaranhados (em contraste com a conclusão de EPR); concluímos também que a existência de discórdia quântica impede que a realidade do estado local seja igual à realidade acessada via estado global. Em seguida, constatando a possibilidade de alterações nos elementos de realidade de uma localidade por medições causalmente desconexas em uma localidade remota, propomos uma medida de não-localidade. Minimizando essa medida e determinando-a em alguns casos simples, demonstramos a existência de aspectos não-locais mais gerais que os previstos pelas desigualdades de Bell. E, numa análise geral dessa medida, vamos apontar como a noção de não-localidade surge dentro da teoria, notando que seu mecanismo gerador depende totalmente da indefinição das partes que compõem o sistema total. Além disso, fazendo um breve estudo de casos, vamos abordar o problema da medição dentro do nosso formalismo, demonstrando uma possível solução.Abstract: Inspired by a fundamental physical concept, namely the connection between correlation and reality, we investigate the notion of elements of reality. Based on the idea that codification of a physical property in a degree of freedom is what in fact makes that property definite (real), we propose a way of identifying the elements of reality within Quantum Mechanics, in an empirically grounded manner. Our proposal extends EPR's [1], acknowledging also cases in which our ignorance is merely subjective. That allow us to identify which quantum state describes definite reality for a given observable, which leads us to establish a measure of physical reality. Within our formalism, we demonstrate that noncommuting observables cannot have simultaneous reality (in contrast with EPR's conclusion); also we arrive at the conclusion that the existence of quantum discord prevents an equivalence between local state reality and the reality probed via global state. Next, noticing the possibility of changes in the elements of reality of one location in consequence of spacelike-separated measurements in remote locations we propose a measure of nonlocality. Upon minimization of this measure we investigate simple cases realizing that it signals nonlocal aspects even for separable states, thus being more sensitive than Bell nonlocality. Further analyzing our measure, we investigate how the notion of nonlocality arises from the theory, noticing that it's generating mechanism relies on the indefiniteness of the parts that compose the global state. Besides, we investigate the measurement problem within our framework exhibiting a possible solution to it through a brief case study

Acoustic spectral hole-burning in a two-level system ensemble

Microscopic two-level system (TLS) defects at dielectric surfaces and interfaces are among the dominant sources of loss in superconducting quantum circuits, and their properties have been extensively probed using superconducting resonators and qubits. We report on spectroscopy of TLSs coupling to the strain field in a surface acoustic wave (SAW) resonator. The narrow free spectral range of the resonator allows for two-tone spectroscopy where a strong pump is applied at one resonance while a weak signal is used to probe a different mode. We map the spectral hole burnt by the pump tone as a function of frequency and extract parameters of the TLS ensemble. Our results suggest that detuned acoustic pumping can be used to enhance the coherence of superconducting devices by saturating TLSs