În cazul în care funcțiile ip 1 \> si ip 2 \> sunt funcții valabile undă care descriu starea unui sistem cuantic, superpoziție lor liniar, ip 3 = c 1 ip 1 + c 2 ip 2 = C_ \ Psi _ + C_ \ Psi _ \> . descrie de asemenea o anumită stare a sistemului dat. Dacă măsurarea oricărei cantități fizice f> 1> în stare Ψ 1⟩ \ rangle> duce la un anumit rezultat f 1 \>. dar în stare Ψ 2⟩ \ rangle> - 2 la rezultatul f \>. apoi măsurarea în stare Ψ 3⟩ \ rangle> va conduce la rezultatul f 1 \> sau f 2 \> cu probabilitate | c 1 | 2 | și | c 2 | 2 | ^ \> respectiv.
De asemenea, rezultă din principiul superpoziției că toate ecuațiile pentru funcțiile de undă (de exemplu, ecuația lui Schrodinger) în mecanica cuantică trebuie să fie lineare.
Orice cantitate observabilă (de exemplu, poziția, impulsul sau energia unei particule) este o valoare proprie a unui operator liniar hermitian. în consecință, proprietatea particulară a acestui operator, care este o funcție de undă definită, a cărei acțiune este redusă la multiplicarea printr-un număr - propria ta valoare. Combinația liniară a două funcții de undă - eigenstatele operatorului vor descrie, de asemenea, starea fizică reală a sistemului. Cu toate acestea, pentru o astfel de valoare de sistem observată nu va avea o valoare specifică, iar rezultatul măsurării este obținut prin una din cele două valori cu probabilități determinate coeficienți pătrate (amplitudine) care funcțiile de bază sunt incluse în combinația liniară. (Desigur, funcția de undă a sistemului poate fi o combinație liniară a mai mult de două stări de bază, până la un număr infinit de ele).
Efectele importante ale suprapunerii cuantice sunt diferite efecte de interferență (vezi experimentul lui Jung), iar pentru sistemele compuse - state cuplate.
Un exemplu popular al comportamentului paradoxal al obiectelor mecanice cuantice din punctul de vedere al unui observator macroscopic este pisica Schrodinger. care poate fi o suprapunere cuantică a unei pisici vii și a unei păsări moarte. Cu toate acestea, nu se știe nimic despre aplicabilitatea principiului suprapunerii (cum ar fi mecanica cuantică în general) asupra sistemelor macroscopice.
Diferențe față de alte superpoziții Editați
superpoziție Quantum (superpoziție „funcții de undă“), în ciuda similitudinii formulării matematice, nu trebuie confundat cu principiul superpoziției la fenomene de undă convenționale (câmp) [1] Capacitatea de a plia stările cuantice nu liniaritate cauzează unele sisteme fizice. Suprapunerea câmpului, să zicem, cazul mijloacelor electromagnetice, de exemplu, că a două stări diferite ale unui foton poate fi starea câmpului electromagnetic cu doi fotoni, superpoziția cuantică a ceea ce nu se poate. O stare de câmp superpoziție vid (stare zero) și o anumita lungime de unda va fi tot același val, spre deosebire de superpoziție cuantică și 1-0- fotonilor state sunt state noi. Suprapunerea cuantică poate fi aplicată sistemelor similare, indiferent dacă sunt descrise prin ecuații liniare sau neliniare (adică dacă este sau nu valabil principiul suprapunerii câmpului). Vedeți statisticile lui Bose-Einstein despre relația dintre superpozițiile cuantice și câmpul pentru cazul bosonilor.
De asemenea, suprapunerea cuantică (coerentă) nu trebuie confundată cu așa-numitele stări mixte (vezi matricea densității) - "suprapunere incoerentă". Acestea sunt și lucruri diferite.
- ↑ Dirac PAA M. Capitolul I. Principiul suprapunerii. // Principiile mecanicii cuantice. - M. Mir, 1979. - p. 27.
Este important totuși să ne amintim că suprapunerea care apare în mecanica cuantică diferă în mod esențial de suprapunerea care apare în orice teorie clasică. Acest lucru este evident din faptul că principiul superpoziției cuantice necesită incertitudinea rezultatelor măsurătorilor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: