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El spin y el experimento de Stern-Gerlach

El spin y el experimento de
Stern-Gerlach
Clase no 2 de Computaci´n Cu´ntica
o
a
J. P. Paz, C. Cormick
Depto. de F´
ısica, FCEyN, UBA1er cuatrimestre 2006

El spin y el experimento de Stern-Gerlach

La segunda clase se trat´ de:
o

El experimento de Stern-Gerlach
El raro comportamiento del spin
Algunos postulados dela mec´nica cu´ntica
a
a
Un poquito de ´lgebra lineal
a

El spin y el experimento de Stern-Gerlach

El experimento de Stern y Gerlach
Descubrimiento del spin

¡S´lo se observandos valores para mz ! (o mx , o my )
o
→ El spin est´ cuantizado
a

El spin y el experimento de Stern-Gerlach

Secuencias del experimento de
Stern-Gerlach

El spin y el experimentode Stern-Gerlach

El estado cu´ntico es un vector
a
El spin en un experimento de Stern-Gerlach se porta
como la luz en un experimento con polarizadores.
⇒ Describimos el spin con unvector
(igual que la polarizaci´n).
o
El espacio de estados de este spin es un espacio vectorial
complejo de dimensi´n 2 (¡eso es un qubit!).
o
Una base para este espacio son los estados |↑z, |↓z .
Cualquier estado puede escribirse: |ψ = α|↑z + β|↓z .
|α|2 y |β|2 son las probabilidades de que al medir el spin
en z obtenga + o – 1, respectivamente.
ˆ

El spin y elexperimento de Stern-Gerlach

¿Pero qu´ es un estado cu´ntico?
e
a
El estado es la informaci´n necesaria para predecir las
o
probabilidades de todos los resultados en todas las
posiblesmediciones.
Tambi´n podemos pensar el estado como el resultado de
e
un proceso de preparaci´n (por ejemplo, medir el spin en
o
z y quedarse con los spines hacia arriba).
ˆ
Las “propiedades”sonlas cosas que pueden medirse de un
sistema, y est´n representadas por operadores lineales
a
(matrices).
No todas las propiedades pueden medirse a la vez
(algunas son incompatibles).