Curso: Introdução à Física Moderna

Professores:
- Luiz Alberto R. de Oliveira
- Nelson Pinto Neto

Objetivos:
O curso pretende dar uma visão geral das duas maiores vertentes da Física no século XX: a Relatividade e a Mecânica Quântica. Aspectos filosóficos serão abordados e discutidos, tanto no nível da crítica e reflexão de paradigmas anteriores, quanto na análise das consequências advindas das novas visões de mundo, implicadas por estas teorias.

Ementa: O curso será oferecido em duas partes:

Parte I: Relatividade (5 aulas)
I. Aspectos Básicos: o conhecimento científico - Repetições, regularidades e invariâncias - causalidade, contigüidade e antecedência- O caráter da lei natural- O método científico - Criatividade e Ciência - Determinação e previsibilidade - Necessidade e contingência - Revoluções e transformações na Ciência;
II. A Cosmovisão Clássica: o Cosmos medieval - Mundo fechado, tempo cíclico - Copérnico, o céu dourado e o céu azul - Bruno e a abolição dos limites - Galileu e a crítica do movimento - Descartes e a inércia - O Universo infinito - Newton: espaco, tempo, massa e forca - Determinismo e mecanicismo - Espaco Euclidiano e Tempo Absoluto - A Mecânica Celeste - A formalização da dinâmica - Invariâncias e leis de conservação - Substituindo as forças: as noções de energia e de campo. O eletromagnetismo de Faraday e Maxwell - A cosmovisão clássica e seus limites - Do paradigma mecanicista ao reino de Alice - O mundo pós-mamífero;
III. O Cosmos Relativístico: o problema do éter e a propagação da luz - Observadores e fenômenos - Einstein e a crítica da simultaneidade: o abandono do instante universal - A Relatividade Restrita: réguas, relógios e eventos - Massa e energia - Espaco, tempo e espaco-tempo - Transformacoes de Lorentz, Continuum de Minkowski - A Luz como novo absoluto - A estrutura causal do mundo - Pontos-de-vista e paradoxos - Observadores arbitrários e inércia - Física e Geometria: a Teoria Geral da Relatividade;

Parte II: Mecânica Quântica (4 aulas)
I. Os fenômenos quânticos: complementaridade, princípio da incerteza, dualidade onda-partícula, o principio da superposição, interferência quântica. Os postulados básicos da mecânica quântica. Idealismo versus realismo.
II. O problema da medida quântica: como retirar os fatos concretos das potencialidades quânticas? Superposição de estados macroscópicos e descoerência. A interpretação de Copenhaguen e a necessidade de um mundo clássico.
III. Estados emaranhados. O questionamento de Einstein-Podolsky-Rosen sobre a completude da mecânica quântica. A resposta de Bohr. Teorias com variáveis escondidas, as desigualdades de Bell e não-localidade quântica.
IV. Interpretações alternativas da mecânica quântica: a interpretação de vários mundos, a interpretação de Bohm-de Broglie e mecânica quântica não-linear. Conclusão e perspectivas.

Bibliografia:
Parte I:
1) Textos selecionados, indicados pelo professor ao longo do curso.
Parte II:
1) David Bohm, "Quantum Theory", Dover, 1989;
2) J. A. Wheeler e W. Zurek, "Quantum Theory and Measurement", Princeton University Press, 1982.