Sumário
65 / 216
Salvando leitura…
Probabilidade é módulo ao quadrado, não amplitude

A regra do quadrado

Born transforma ondas em probabilidades observáveis

Tomás colocou uma amplitude c no prato de uma balança. Ela podia ser positiva, negativa ou complexa. Nenhuma dessas possibilidades servia diretamente como probabilidade: probabilidades precisam ser reais e não negativas. A operação |c|²=c*c removia a fase global daquele componente e produzia um número adequado para ser peso estatístico.

Se o estado normalizado é expandido numa base de resultados possíveis, |ψ⟩=Σₙcₙ|n⟩, a regra de Born atribui ao resultado n a probabilidade P(n)=|cₙ|². A soma de todas as probabilidades é um porque a soma dos módulos quadrados dos coeficientes é a norma do estado.

Lia dobrou uma amplitude. A probabilidade tornou-se quatro vezes maior, não duas. Essa relação quadrática é a mesma estrutura que transforma amplitude de campo em intensidade em muitas teorias de ondas, mas aqui a intensidade recebe a interpretação de frequência esperada de resultados quânticos.

O quadrado sozinho não bastaria para um número complexo: c² ainda pode ser complexo ou negativo em sua parte real. É o módulo quadrado, c*c, que combina a amplitude com seu conjugado. Para c=a+ib, o resultado é a²+b², sempre não negativo.

A regra não pode ser obtida apenas resolvendo a equação de Schrödinger. A equação diz como amplitudes evoluem; Born fornece o postulado que conecta essas amplitudes à estatística de medições. Derivações modernas podem mostrar como a forma quadrática é natural sob diferentes hipóteses, mas as hipóteses já contêm estrutura probabilística ou decisória adicional.

Tomás entregou a Lia dois estados que diferiam apenas por um fator de fase global e^(iχ). Todos os coeficientes receberam a mesma rotação, mas os módulos quadrados permaneceram iguais. Os estados representam o mesmo raio físico no espaço de Hilbert. Fases relativas, porém, sobreviveriam quando amplitudes fossem recombinadas.

A balança terminou com pesos somando exatamente um. Lia escreveu a regra compacta, mas não a confundiu com explicação filosófica de por que um resultado específico ocorre. |cₙ|² dizia quão frequente cada desfecho seria em preparações repetidas; não apontava o próximo clique.

Fontes desta página

  1. Max Born (1926). Zur Quantenmechanik der Stoßvorgänge.Zeitschrift für Physik, 37, 863–867. Comunicação preliminar que interpreta amplitudes de espalhamento estatisticamente e, numa adição às provas, identifica a probabilidade com seu quadrado.
  2. Max Born (1926). Quantenmechanik der Stoßvorgänge.Zeitschrift für Physik, 38, 803–827. Desenvolvimento extenso da teoria quântica de colisões e da interpretação estatística das amplitudes de transição.
  3. Max Born (1954). The Statistical Interpretations of Quantum Mechanics.Nobel Lecture, NobelPrize.org. Relato retrospectivo de Born sobre o surgimento, o alcance e as controvérsias da interpretação estatística da função de onda.