Thesis--University of California, Berkeley, 1958. / "Physics and Mathematics" -t.p. Includes bibliographical references (p. 115-117).

Thesis--University of California, Berkeley, 1959. / "Chemistry-General" -t.p. Includes bibliographical references (p. 75-79).

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2005. / Title from second page of PDF file. Document formatted into pages; contains xxiii, 151 p.; also includes graphics (some col.). Includes bibliographical references (p. 140-151). Available online via OhioLINK's ETD Center

Thesis (Ph.D.)--York University, 2004. Graduate Programme in Physics. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 84-85). Also available on the Internet. MODE OF ACCESS via web browser by entering the following URL: http://wwwlib.umi.com/cr/yorku/fullcit?pNQ99245

Submitted by DANILO CARDOSO FERREIRA null (danilofunesp@hotmail.com) on 2016-01-15T16:37:27Z No. of bitstreams: 1 DaniloCardosoFerreiraDissertação.pdf: 18302953 bytes, checksum: 3c2360f40af22ce571ff0f502e07fce0 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-18T11:54:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferreira_dc_me_prud_par.pdf: 828636 bytes, checksum: 12854c3c461e55dc7897bb0c5127d4a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-18T11:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ferreira_dc_me_prud_par.pdf: 828636 bytes, checksum: 12854c3c461e55dc7897bb0c5127d4a8 (MD5) Previous issue date: 2015-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A mecânica quântica é uma das áreas da Física que surgiu em meados de 1900 e permanece em desenvolvimento até os dias atuais. Diversos aparatos tecnológicos são consequência deste importante ramo da Física que também contribui com a Medicina, Matemática, Filosofia, Literatura e Biologia. Logo, é imprescindível que o contato com esta ciência ocorra no contexto do ensino médio. Para inserir o estudante no mundo da mecânica quântica, isto é, na física do infinitamente pequeno, o aluno deve abandonar o pensamento clássico e pensar em termos do comportamento quântico e do indeterminismo no processo de medida, isto é, desenvolver a capacidade de abstração. Sendo este, o objetivo deste trabalho. Para tanto, foi escolhido o experimento da dupla fenda que permite trabalhar com a dualidade onda-partícula do elétron e do fóton. Por meio deste experimento, o aluno pode ser inserido paulatinamente numa trajetória rumo a descrição quântica necessária para o exame dos fenômenos subatômicos. A análise experimental é cuidadosamente realizada com o auxílio de laboratórios virtuais, disponibilizados gratuitamente em sítios eletrônicos, os quais representam um recurso que permite realizar procedimentos experimentais que necessitariam de grande aparato laboratorial. O experimento da dupla fenda é analisado em três etapas, relatadas a seguir: (i) a dupla fenda com partículas clássicas; (ii) a dupla fenda com ondas clássicas e; (iii) a dupla fenda com objetos quânticos como elétrons e fótons. O objetivo é demonstrar o comportamento dual do elétron. Posteriormente, para concluir de forma precisa e justificar o comportamento quântico do elétron é apresentado o princípio da indeterminação de Heisenberg e suas implicações filosóficas. Sendo assim, o objetivo central desta pesquisa é buscar integrar o comportamento quântico, que acontece na escala atômica, principalmente no contexto do ensino médio. Algumas orientações sobre como aplicar este trabalho em outros níveis de ensino aparecem no decorrer do texto e nos apêndices. Apresentando o comportamento dual, onda–partícula, do elétron, a interpretação probabilística e o princípio de incerteza. Acreditamos que o aluno será capaz de compreender um grande número de fenômenos que acontece em escalas que não são do domínio da mecânica clássica quando, em contato com estes temas. Este tema faz parte do conteúdo de física moderna contemporânea que vem sendo abordado em livros textos e vestibulares. Além disso, algumas das novas tecnologias utilizam a física quântica, desde microscópios eletrônicos, nanotecnologia, computação quântica, semicondutores, diodos (incluindo o LED), transistores, computadores, tablets, GPS, satélites, radares, aviões, lasers, scanners de código de barras, sistemas militares de defesa, CD e Blu-Ray players, criptografia, células fotoelétricas, sensores diversos, basicamente, tudo que é eletrônico. Um dos objetivos do trabalho é verificar quais os conhecimentos prévios o corpo discente possui, antes do contato com o conteúdo de física quântica, ou seja, o que faz parte do senso comum sobre este tema. Além disso, pretendemos verificar se o aluno consegue: i) distinguir, no final da aplicação desta pesquisa, que as leis da física em escalas atômicas são diferentes das leis da física clássica, ii) a importância da mecânica quântica na tecnologia e na sociedade. / Quantum mechanics is one of the areas of physics that emerged in mid-1900 and remains in development to the current day. Several technological devices are a result of this important branch of physics that also helps to Medicine, Mathematics, Philosophy, Literature and Biology. Therefore, it is essential that contact with this science occurs at the high school level, what actually occurs in a limited way, when it happens. To place the student in the world of quantum mechanics, that is, the infinitely small of physics, the student must leave the classical thought and think in terms of the quantum behavior and indeterminacy in the measurement process, namely to develop the capacity for abstraction. This is accurately the aim of this work. Thus, the double-slit experiment that lets you work with the wave-particle duality of the electron and the photon was chosen. Through this experiment, students can be gradually inserted on a path toward quantum description necessary for the examination of subatomic phenomena. The experimental analysis is carefully performed with the aid of virtual laboratories, available for free in electronic sites, which represent a resource to perform experimental procedures that would require large laboratory apparatus. The double slit experiment is analyzed in the following three steps, reported: (i) the slit paired with classical particles; (ii) the double slit and with classical waves; (iii) the double slit with quantum objects such as electrons and photons. The goal is to demonstrate the electron dual behavior. Later to complete accurately and justify the electron quantum behavior shows the principle of indeterminacy of Heisenberg and its philosophical implications. Thus, the main objective of this research is to seek to integrate quantum behavior, which takes place at the atomic scale, especially in the high school level. Some guidance on how to apply this work in other levels of education appear throughout the text and in the appendices. Introducing the dual behavior wave-particle, the electron, the probabilistic interpretation and the uncertainty principle. We believe that students will be able to understand a number of phenomena that occurs on scales that are not the classical mechanics of the domain when in contact with these topics. This topic is part of the contemporary modern physics content that is being addressed in texts and entrance exam books. In addition, some of the new technologies using quantum physics, from electronic microscopes, nanotechnology, quantum computing, semiconductors, diodes (including LED), transistors, computers, tablets, GPS, satellites, radar, aircraft, lasers, code scanners bars, military defense systems, CD and Blu-Ray players, encryption, photoelectric cells, various sensors, basically, everything is electronic. One of the goals of the work is to check what prior knowledge the student body has, before contact with quantum physics content, so the part of common sense on this issue. In addition, we intend to verify that the student is able to: i) distinguish, at the end of the application of this research, that the laws of physics at atomic scales are different from the laws of classical physics, ii) the importance of quantum mechanics in technology and society.

Apresenta-se um estudo desenvolvido em três etapas com o intuito de analisar as principais dificuldades de compreensão pelos alunos de dois importantes conceitos da Mecânica Quântica (MQ): estado quântico e superposição linear. As três etapas da pesquisa consistiram em: elaboração, implementação e avaliação de uma proposta em três minicursos em congressos de ensino de Física nos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina; elaboração, apresentação e avaliação de um curso de 18 horas ministrado na Universidade do Vale do Rio dos Sinos, RS; revisão do material apresentado no curso anteriormente mencionado e apresentação, implementação e avaliação de curso de 20 horas na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS. Sob a luz dos referenciais teóricos da aprendizagem significativa de Ausubel e dos campos conceituais de Vergnaud, criaram-se situações-problema que pudessem promover a aprendizagem significativa dos tópicos apresentados em cada etapa da pesquisa. Constatou-se que as formulações do experimento de dupla fenda e do experimento de Stern-Gerlach chamaram a atenção dos alunos e se constituiram em bons exemplos de aplicação dos conceitos de estado de um sistema quântico, de superposição linear de estados, de colapso do vetor de estado, de possíveis valores de medida e de probabilidades de obtenção dos valores de medida e efetivamente facilitaram a compreensão de muitos destes conceitos. A inclusão de tópicos contemporâneos (Emaranhamento Quântico e Criptografia Quântica) motivou os alunos para o aprendizado dos primeiríssimos princípios da MQ. Nos minicursos foi muito grande o interesse despertado pela proposta nos minicursos, um ponto a favor de sua aplicação, ainda que o curto período de contato com os tópicos apresentados não permitisse a verificação da ocorrência de aprendizagem significativa. Pode-se dizer, contudo, que a abordagem utilizada propiciou um bom início de aprendizado da MQ por parte dos alunos e que outros conceitos essenciais, tais como o de operador linear e de evolução temporal de sistemas quânticos, precisam ser mais trabalhados em atividades futuras. / A study, developed in three stages, designed to analyze the main difficulties in understanding two important concepts of Quantum Mechanics (QM) is presented. The main concepts of this study are: quantum state and linear superposition. The three stages of this research are: elaboration, implementation and evaluation of a pedagogical proposal in three short-term courses in educational meetings in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina; elaboration and presentation of a 18 hours course at the University of Vale do Rio dos Sinos, in São Leopoldo, RS; revision of the material presented in the before mentioned course and presentation of a 20 hours course at the Federal University of Rio Grande do Sul, in Porto Alegre, RS. In the light of Ausubel’s meaningful learning and Vergnaud’s conceptual fields theories, problem-situations were designed seeking the promotion of meaningful learning of the contents presented in the different stages of the research. The formulations of the Stern-Gerlach experiment and the double-slit experiment seemed to motivate the students to learn and were good examples of application of the quantum concepts of the state of the quantum system, linear superposition of states, the collapse of the state vector, the possible values of measurement results and the probability of obtaining the measurement results. Research findings suggest that these experiments facilitated the comprehension of much of these concepts. The inclusion of contemporary topics (Quantum Entanglement and Quantum Cryptography) motivated the students for the learning of the very first principles of QM. The interest on the proposal showed during the short-term courses was very high, a point in favor of this activity, although the short period of contact with the contents presented did not allow the verification of meaningful learning. Although the used approach seemed to be a good way to introduce QM to the students, some other essential concepts need more studies, such as the linear operator and the time evolution of quantum systems.

In this thesis, tools of categorical quantum mechanics are used to explain natural language from a cognitive point of view. Categories of generalized relations are developed for the task, examples are provided, and languages that are particularly tricky to describe using this approach are taken into consideration.

Since their original introduction, strongly complementary observables have been a fundamental ingredient of the ZX calculus, one of the most successful fragments of Categorical Quantum Mechanics (CQM). In this thesis, we show that strong complementarity plays a vastly greater role in quantum theory. Firstly, we use strong complementarity to introduce dynamics and symmetries within the framework of CQM, which we also extend to infinite-dimensional separable Hilbert spaces: these were long-missing features, which open the way to a wealth of new applications. The coherent treatment presented in this work also provides a variety of novel insights into the dynamics and symmetries of quantum systems: examples include the extremely simple characterisation of symmetry-observable duality, the connection of strong complementarity with the Weyl Canonical Commutation Relations, the generalisations of Feynman's clock construction, the existence of time observables and the emergence of quantum clocks. Secondly, we show that strong complementarity is a key resource for quantum algorithms and protocols. We provide the first fully diagrammatic, theory-independent proof of correctness for the quantum algorithm solving the Hidden Subgroup Problem, and show that strong complementarity is the feature providing the quantum advantage. In quantum foundations, we use strong complementarity to derive the exact conditions relating non-locality to the structure of phase groups, within the context of Mermin-type non-locality arguments. Our non-locality results find further application to quantum cryptography, where we use them to define a quantum-classical secret sharing scheme with provable device-independent security guarantees. All in all, we argue that strong complementarity is a truly powerful and versatile building block for quantum theory and its applications, and one that should draw a lot more attention in the future.

Apresenta-se um estudo desenvolvido em três etapas com o intuito de analisar as principais dificuldades de compreensão pelos alunos de dois importantes conceitos da Mecânica Quântica (MQ): estado quântico e superposição linear. As três etapas da pesquisa consistiram em: elaboração, implementação e avaliação de uma proposta em três minicursos em congressos de ensino de Física nos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina; elaboração, apresentação e avaliação de um curso de 18 horas ministrado na Universidade do Vale do Rio dos Sinos, RS; revisão do material apresentado no curso anteriormente mencionado e apresentação, implementação e avaliação de curso de 20 horas na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS. Sob a luz dos referenciais teóricos da aprendizagem significativa de Ausubel e dos campos conceituais de Vergnaud, criaram-se situações-problema que pudessem promover a aprendizagem significativa dos tópicos apresentados em cada etapa da pesquisa. Constatou-se que as formulações do experimento de dupla fenda e do experimento de Stern-Gerlach chamaram a atenção dos alunos e se constituiram em bons exemplos de aplicação dos conceitos de estado de um sistema quântico, de superposição linear de estados, de colapso do vetor de estado, de possíveis valores de medida e de probabilidades de obtenção dos valores de medida e efetivamente facilitaram a compreensão de muitos destes conceitos. A inclusão de tópicos contemporâneos (Emaranhamento Quântico e Criptografia Quântica) motivou os alunos para o aprendizado dos primeiríssimos princípios da MQ. Nos minicursos foi muito grande o interesse despertado pela proposta nos minicursos, um ponto a favor de sua aplicação, ainda que o curto período de contato com os tópicos apresentados não permitisse a verificação da ocorrência de aprendizagem significativa. Pode-se dizer, contudo, que a abordagem utilizada propiciou um bom início de aprendizado da MQ por parte dos alunos e que outros conceitos essenciais, tais como o de operador linear e de evolução temporal de sistemas quânticos, precisam ser mais trabalhados em atividades futuras. / A study, developed in three stages, designed to analyze the main difficulties in understanding two important concepts of Quantum Mechanics (QM) is presented. The main concepts of this study are: quantum state and linear superposition. The three stages of this research are: elaboration, implementation and evaluation of a pedagogical proposal in three short-term courses in educational meetings in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina; elaboration and presentation of a 18 hours course at the University of Vale do Rio dos Sinos, in São Leopoldo, RS; revision of the material presented in the before mentioned course and presentation of a 20 hours course at the Federal University of Rio Grande do Sul, in Porto Alegre, RS. In the light of Ausubel’s meaningful learning and Vergnaud’s conceptual fields theories, problem-situations were designed seeking the promotion of meaningful learning of the contents presented in the different stages of the research. The formulations of the Stern-Gerlach experiment and the double-slit experiment seemed to motivate the students to learn and were good examples of application of the quantum concepts of the state of the quantum system, linear superposition of states, the collapse of the state vector, the possible values of measurement results and the probability of obtaining the measurement results. Research findings suggest that these experiments facilitated the comprehension of much of these concepts. The inclusion of contemporary topics (Quantum Entanglement and Quantum Cryptography) motivated the students for the learning of the very first principles of QM. The interest on the proposal showed during the short-term courses was very high, a point in favor of this activity, although the short period of contact with the contents presented did not allow the verification of meaningful learning. Although the used approach seemed to be a good way to introduce QM to the students, some other essential concepts need more studies, such as the linear operator and the time evolution of quantum systems.

PACHECO, Mário Henrique Gomes. Propriedades termodinâmicas do oscilador de Dirac e algumas contribuições da função theta de Jacobi. 2007. 65 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T20:39:15Z No. of bitstreams: 1 2007_tese_mhgpacheco.pdf: 348432 bytes, checksum: a820f6b5450ff322d4336320ad27ec1d (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-25T21:18:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_tese_mhgpacheco.pdf: 348432 bytes, checksum: a820f6b5450ff322d4336320ad27ec1d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-25T21:18:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_tese_mhgpacheco.pdf: 348432 bytes, checksum: a820f6b5450ff322d4336320ad27ec1d (MD5) Previous issue date: 2007 / In this work we analyze the three-dimensional Dirac oscillator in a thermal bath. We found that the heat capacity is two times greather than the heat capacity of the one-dimensional Dirac oscillator in the higher temperatures. We begin with the energy spectrum of the three-dimensional Dirac oscillator, then we find the partition functions and others thermodynamics properties; thus we make one comparasion with the one-dimensional Dirac oscillator and non-relativistic harmonic oscillator. We are interested in study numerically the properties thermodynamics of the square well with infinity potencial. In the latter case we have used a Jacobi theta function. / Nesta tese analisamos o oscilador de Dirac tridimensional em um banho térmico. Encontramos que o calor específico do oscilador de Dirac tridimensional é duas vezes maior que o calor específico do oscilador de Dirac unidimensional quando estamos em um regime de altas temperaturas. Inicialmente utilizamos o espectro de energia do oscilador de Dirac tridimensional para encontramos a função de partição e as demais propriedades. Assim procedendo, fizemos uma comparação com oscilador de Dirac unidimensional e com oscilador harmônico não-relativístico. Em seguida, fizemos um estudo numérico das propriedades termodinâmicas de um poço quadrado de potencial infinito. Para este estudo nós utilizamos a função theta de Jacobi.