A matriz de densidade na mecânica quântica é uma representação que permite descrever o estado de um sistema quântico, especialmente quando o sistema está em um estado misto, ou seja, quando não se pode descrever o sistema apenas por uma única função de onda. Analisando as alternativas: a) Uma representação da função de onda de um sistema quântico. - Isso não é correto, pois a matriz de densidade não é a função de onda, mas sim uma forma de representá-la. b) Uma ferramenta matemática que descreve o estado de um sistema quântico, especialmente em estados mistos. - Esta opção está correta, pois a matriz de densidade é exatamente isso. c) Um operador que descreve as energias de um sistema quântico. - Isso não é correto, pois a matriz de densidade não descreve diretamente as energias. d) Uma maneira de calcular a probabilidade de um sistema estar em um estado particular. - Embora a matriz de densidade possa ser usada para calcular probabilidades, essa não é sua definição principal. Portanto, a alternativa correta é: b) Uma ferramenta matemática que descreve o estado de um sistema quântico, especialmente em estados mistos.