Explorando o conceito de ondas em vários contextos: ondas eletromagnéticas, dualidade onda-partícula, ondas gravitacionais

Abstract

Onda é um fenômeno presente em diversos contextos da Física, sendo essencial para o entendimento do comportamento da natureza. O domínio desse conceito é fundamental para a compreensão do modelo ondulatório da luz e para a identificação de determinados fenômenos, como interferência, difração, propriedades corpusculares e os efeitos de propagação. Neste trabalho de conclusão de curso, são explorados os conceitos de ondas em três diferentes áreas: ondas eletromagnéticas, dualidade onda-partícula e ondas gravitacionais. Apesar de amplamente discutido na literatura, ainda existem grandes lacunas a serem preenchidas. Os limites da teoria eletromagnética clássica em condições extremas e a complexidade dos fenômenos não lineares, por exemplo, continuam apresentando desafios significativos. Além disso, a transição entre comportamentos quânticos e clássicos e a natureza do entrelaçamento quântico requerem mais estudos para uma compreensão aprofundada. É importante destacar que, embora a detecção de ondas gravitacionais tenha representado um grande avanço, ainda há muito a ser explorado sobre suas origens e comportamentos. A abordagem dessa temática tem como propósito investigar esses três domínios interconectados, não apenas explorando a Física em cada contexto, mas também traçando paralelos entre eles. Em suma, o objetivo é alcançar um entendimento mais aprofundado de cada um dos temas. Para o desenvolvimento deste estudo, foi utilizada uma metodologia que conecta teoria e entendimento experimental, baseada em revisões bibliográficas. O principal meio de pesquisa para a compreensão teórica incluiu artigos científicos relacionados a essas áreas da Física. Os resultados esperados ao final deste trabalho incluem análises precisas e detalhadas dos tópicos abordados, correlacionando-os, desenvolvendo e aprimorando a perspectiva sobre os mesmos. A conclusão do estudo fundamenta-se no entrelaçamento entre as áreas e na forma como elas se complementam.

Wave is a phenomenon present in various contexts of Physics, essential for understanding the behavior of nature. Mastering this concept is crucial for comprehending the wave behavior of light and identifying certain phenomena, such as interference, diffraction, corpuscular properties, and propagation effects. This B.Sc. work explores the concept of waves in three different areas: electromagnetic waves, wave-particle duality, and gravitational waves. Although this topic is widely discussed in the literature, significant gaps remain to be addressed. For example, the limits of classical electromagnetic theory in extreme conditions and the complexity of nonlinear phenomena continue to present considerable challenges. Furthermore, the transition between quantum and classical behaviors and the nature of quantum entanglement require further investigation for a deeper understanding. It is important to emphasize that, although the detection of gravitational waves marked a significant advancement, much remains to be explored regarding their origins and behavior. This work aims to address these three interconnected domains by not only exploring the Physics of each context but also drawing parallels between them. In essence, the objective is to gain an in-depth understanding of each of these themes. The development of this study required a methodology that bridges theoretical and experimental understanding through literature reviews. The primary research foundation for theoretical comprehension relies on scientific articles related to this field of Physics. The expected outcomes of this work include precise and comprehensive analyses of the topics involved, correlating them, and refining perspectives on these subjects. In conclusion, the study is rooted in the interconnection between these areas and explores how they complement one another.