Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Квантова суперпозиція



Перегляд цього шаблону Квантова механіка
\ Delta x \ cdot \ Delta p_x \ geqslant \ frac {\ hbar} {2}
Принцип невизначеності
Введення
Математичні основи
Основа
Класична механіка Постійна Планка Інтерференція Бра і ​​кет Гамільтоніан
Фундаментальні поняття
Квантовий стан Квантова спостережувана Хвильова функція Квантова суперпозиція Квантова зчепленість Змішане стан

Вимірювання Невизначеність Принцип Паулі Дуалізм Декогеренції Теорема Еренфеста Тунельний ефект

Експерименти
Досвід Девіссона - Джермера Досвід Поппера Досвід Штерна - Герлаха Досвід Юнга Перевірка нерівностей Белла Фотоефект Ефект Комптона
Формулювання
Подання Шредінгера Подання Гейзенберга Подання взаємодії Матрична квантова механіка Інтеграли по траєкторіях Діаграми Фейнмана
Рівняння
Рівняння Шредінгера Рівняння Паулі Рівняння Клейна - Гордона Рівняння Дірака Рівняння фон Неймана Рівняння Блоха Рівняння Ліндблада Рівняння Гейзенберга
Інтерпретації
Копенгагенська Теорія прихованих параметрів Многоміровая
Розвиток теорії
Квантова теорія поля Квантова електродинаміка Квантова хромодинаміка Квантова гравітація
Складні теми
Квантова теорія поля Квантова гравітація Теорія всього
Відомі вчені
Планк Ейнштейн Шредінгер Гейзенберг Йордан Бор Паулі Дірак Фок Борн де Бройль Ландау Фейнман Бом Еверетт
Див також: Портал: Фізика

Квантова суперпозиція (когерентна суперпозиція) - це суперпозиція станів, які не можуть бути реалізовані одночасно з класичної точки зору, це суперпозиція альтернативних (взаємовиключних) станів. Принцип існування суперпозицій станів зазвичай називається в контексті квантової механіки просто принципом суперпозиції.

Якщо функції \ Psi_1 \ і \ Psi_2 \ є допустимими хвильовими функціями, які описують стан квантової системи, то їх лінійна суперпозиція, \ Psi_3 = c_1 \ Psi_1 + c_2 \ Psi_2 \ , Також описує якесь стан даної системи. Якщо вимірювання якої фізичної величини \ Hat f \ в стані | \ Psi_1 \ rangle призводить до певного результату f_1 \ , А в стані | \ Psi_2 \ rangle - До результату f_2 \ , То вимірювання в стані | \ Psi_3 \ rangle приведе до результату f_1 \ або f_2 \ з імовірностями | C_1 | ^ 2 \ і | C_2 | ^ 2 \ відповідно.

З принципу суперпозиції також випливає, що всі рівняння на хвильові функції (наприклад, рівняння Шредінгера) в квантовій механіці повинні бути лінійними.

Будь спостережувана величина (наприклад, положення, імпульс або енергія частинки) є власним значенням ермітових лінійного оператора, відповідним конкретним власного стану цього оператора, тобто певної хвильової функції, дія оператора на яку зводиться до множення на число - власне значення. Лінійна комбінація двох хвильових функцій - власних станів оператора також буде описувати реально існуюче фізичний стан системи. Однак для такої системи спостережувана величина вже не матиме конкретного значення, і в результаті вимірювання буде отримано одне з двох значень з імовірностями, обумовленими квадратами коефіцієнтів (амплітуд), з якими базисні функції входять в лінійну комбінацію. (Зрозуміло, хвильова функція системи може бути лінійною комбінацією і більш ніж двох базисних станів, аж до нескінченного їх кількості).

Важливими наслідками квантової суперпозиції є різні інтерференційні ефекти (див. досвід Юнга, дифракційні методи), а для складових систем - зачеплені стану.

Популярний приклад парадоксального поведінки квантовомеханічних об'єктів з точки зору макроскопічного спостерігача - кіт Шредінгера, який може являти собою квантову суперпозицію живого і мертвого кота. Втім, достовірно нічого не відомо про застосовність принципу суперпозиції (як і квантової механіки взагалі) до макроскопічних систем.


Відмінності від інших суперпозицій

Квантову суперпозицію (суперпозицію " хвильових функцій "), незважаючи на схожість математичної формулювання, не слід плутати з принципом суперпозиції для звичайних хвильових явищ ( поля). Можливість складати квантові стани не обумовлює лінійність якихось фізичних систем. Суперпозиція поля для, скажімо, електромагнітного випадку, означає наприклад те, що з двох різних станів фотона можна зробити стан електромагнітного поля з двома фотонами, чого суперпозиція квантова зробити не може. А польовий суперпозицією стану вакууму (нульового стану) і якоїсь хвилі буде все та ж хвиля, на відміну від квантових суперпозицій 0 - і 1-фотонного станів, які є новими станами. Квантова суперпозиція може бути застосовна до подібних систем незалежно від того, описуються вони рівняннями лінійними або нелінійними (тобто, справедливий чи ні польовий принцип суперпозиції). См. Статистика Бозе - Ейнштейна з приводу зв'язку між квантової і польової суперпозиції для випадку бозонів.

Також, квантову (когерентну) суперпозицію не слід плутати з так званими змішаними станами (див. матриця щільності) - "некогерентного суперпозицією". Це теж різні речі.



Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Квантова теорія
Квантова нанотехнологія
Квантова заплутаність
Квантова біохімія
Квантова електроніка
Квантова спостережувана
Квантова інформатика
Квантова криптографія
Квантова ймовірність
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru