Momento oculto em sistemas quânticos e sua relação com o momento da luz na matéria

• Autor(a) principal: Juvenil Siqueira de Oliveira Filho
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AR5JZQ
• topic: Física; Relatividade (Física); Mecânica quântica

Em um trabalho recente, Mansuripur apresentou um aparente paradoxo que parecia implicar que a força de Lorentz seria incompatível com a relatividade especial e com a conservação do momento. Porém foi mostrado que tal paradoxo desaparece se for levado em conta o momento oculto do sistema. Assim sendo, a validade da força de Lorentz está condicionada à existência do momento oculto. O momento oculto é um efeito relativístico que aparece, por exemplo, quando um dipolo magnético está sujeito a um campo elétrico. Esse efeito faz com que o dipolo tenha momento linear mesmo estando parado, daí a denominação momento oculto. Até recentemente só existiam modelos clássicos para o momento oculto e, por isso, não se sabia se a força de Lorentz também seria válida em sistemas quânticos. Na primeira parte desta tese, com o propósito de verificar a validade da força de Lorentz em sistemas quânticos, consideramos um átomo de hidrogênio com momento de dipolo magnético devido ao estado orbital do elétron submetido a um campo elétrico externo. Calculamos o valor esperado do momento relativístico do elétron usando teoria de perturbação, mostrando que este é compatível com o momento oculto e, por conseguinte, com a validade da força de Lorentz em sistemas quânticos. Existe um dilema famoso, conhecido como debate Abraham-Minkowski, sobre qual é a expressão para a densidade de momento de uma onda eletromagnética quando ela penetra em um meio material. Existem varias abordagens distintas para o tratamento deste problema, as mais famosas sendo as de Abraham e Minkowski. Na segunda parte desta tese, apresentamos as implicações do conceito de momento oculto para o debate Abraham-Minkowski. Em particular, mostramos como que o modelo adotado para os dipolos elétricos e magnéticos do material estão associados com a presença ou não de momento oculto nesses dipolos. Consideramos modelos em que os dipolos podem se dever a cargas elétricas ou magnéticas, bem como a correntes elétricas ou magnéticas. Mostramos então como que isso afeta a expressão que deve ser usada para a parte eletromagnética do momento da onda no meio, cada modelo correspondendo a uma expressão distinta.