We pedagogically present the information theory as originally established, explaining its essential ideas and paying attention to the expression employed to measure the amount of information. Also we discussed relationships between information and quantum theories. In this context we determined the information entropies on position, S x , and momentum, S p , spaces, besides the entropy sum S t . Here, we use the modified entropic expressions that are dimensionally consistent. We provide original explanations for the behaviors of the S x , S p and S t values analyzing the probability densities and by means of the normalization constants and properties of Fourier transform. We validate the entropic uncertainty relation and inspect the standard deviation and information entropies as measures of quantum uncertainty. The systems of interest unidimensional one-particle quantum systems in ground and excited states.
INTRODUÇÃO No prefácio de seu livro Introduction to Nonextensive StatisticalMechanics, Constantino Tsallis relata um diálogo bem interessante entre Claude Shannon e John Von Neumann. Conta-se que Shannon, indeciso sobre como chamar a função por ele derivada, pensou inicialmente em chamá-la de informação, mas este nome já era muito usado. Depois de muito pensar, resolveu chamá-la de função incerteza. Entretanto, nesta conversa foi aconselhado por John Von Neumann:1 "Você deve chamá-la de entropia, por duas razões. Em primeiro lugar, a sua função incerteza tem sido utilizada na mecânica estatística com esse nome, então ela já tem um nome. Em segundo lugar, e mais importante, é que ninguém conhece o que a entropia realmente é, assim, em um debate, você sempre terá a vantagem". 2O presente diálogo ilustra o quanto pode ser controverso o conceito de entropia.O conceito de entropia surge, inicialmente, no âmbito da termodinâmica, fornecendo uma medida de irreversibilidade de um sistema físico; posteriormente, com a inclusão de métodos estatísticos para o estudo dos sistemas físicos e o estabelecimento da mecânica estatística, o conceito da entropia estatística surge fornecendo uma medida do grau de desordem de um dado sistema; 3 para uma crítica ao uso do termo desordem, ver Reis et al. 4A construção do conceito de entropia de Shannon se dá inicialmente dentro da estrutura da teoria matemática da comunicação ou teoria da informação.5 Tal teoria pode ser considerada uma seção da teoria da probabilidade e da matemática estatística que estuda sistemas de comunicação, criptografia, codificação, teoria do ruído, correção de erros, compressão de dados, etc. No âmbito da teoria da informação, a entropia fornece uma medida de incerteza em uma dada distribuição de probabilidade, recebendo, assim, a denominação de entropia de Shannon ou entropia da informação.Com tais interpretações e generalizações que o conceito de entropia pode adquirir, 6 vale lembrar Batel Anjo: 7 "Existem conceitos que resistem à passagem do tempo, uns pela sua importância, outros pela sua capacidade de se adaptar a novos domínios da ciência. A entropia, mais do que qualquer outro conceito, mantém viva sua importância, a sua utilidade, e porque não, o seu mistério".A entropia de Shannon já vem sendo estudada em diversas áreas do conhecimento, principalmente na mecânica quântica, na qual ela tem encontrado uma vasta gama de aplicações para sistemas atômicos e moleculares livres 8 como, por exemplo, na mensuração do grau de correlação eletrônica, 9 no estudo da energia cinética do sistema, 10 na mensuração da qualidade de função-base, 11 na caracterização de processos químicos, 12 entre outras. 13 A entropia de Shannon no espaço das posições pode ser associada à incerteza de se determinar a posição da partícula no espaço; em outras palavras, temos tal quantidade indicando o grau de deslocalização de uma dada partícula no espaço.14 Por outro lado, temos a entropia de Shannon no espaço dos momentos, que pode ser associada à incerteza de determinar o momento d...
The present work studies aspects of the electronic correlation in confined H − , He and Li + atoms in their ground states using the informational entropies. In this way, different variational wavefunctions are employed in order of better take account of Coulomb correlation. The obtained values for the Sr, Sp and St entropies are sensitive in relation to Coulomb correlation effects. In the strong confinement regime, the effects of the Coulomb correlation are negligible and the employment of the models of independent particle and two non-interacting electrons confined by a impenetrable spherical cage gains importance in this regime. Lastly, energy values are obtained in good agreement with the results available in the literature.
We present an informational study of a spherically confined hydrogen atom, a hydrogenic ion confined in a strongly coupled plasma, a spherically confined harmonic oscillator, and a particle confined in a cage. For this, we have implemented a numerical procedure to obtain information entropies of these confined quantum systems. The procedure is based on the variational formalism that uses the finite element method (FEM) for the expansion of the wavefunction in terms of local base functions. Such a study is carried out in order to analyze what happens in the rigorous confinement regime. In particular, we have shown that the effects of the interaction potential is no longer important for rigorous confinements and the studied systems start to behave just like an electron confined by a impenetrable spherical cage. When possible, we compared our results with those published in the literature.
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