Оглавление
- 1 Коллапс волновой функции
- 1.1 Коллапс волновой функции
- 1.2 Математическое описание
- 1.3 Значение коэффициентов разложения
- 1.4 Проблема измерения
- 1.5 Физические подходы к коллапсу
- 1.6 Квантовая декогеренция
- 1.7 Декогеренция и коллапс волновой функции
- 1.8 История концепции коллапса волновой функции
- 1.9 Модель Хью Эверетта
- 1.10 Работа Н. Дитера Цеха и Войцеха Х. Зурека
- 1.11 Проекционный постулат фон Неймана
- 1.12 Полный текст статьи:
- 2 Коллапс волновой функции
Коллапс волновой функции
-
Коллапс волновой функции
- Коллапс волновой функции происходит при взаимодействии квантовой системы с внешним миром.
- Это взаимодействие называется наблюдением и связывает волновую функцию с классическими наблюдаемыми величинами.
- Коллапс является одним из двух процессов эволюции квантовых систем во времени.
-
Математическое описание
- Каждая измеримая физическая величина квантовой системы называется наблюдаемой.
- Наблюдаемое действует как линейная функция от состояний системы.
- Волновая функция — это специфическое представление квантового состояния.
-
Значение коэффициентов разложения
- Комплексные коэффициенты при расширении квантового состояния называются амплитудами вероятности.
- Квадратный модуль упругости амплитуды вероятности — это вероятность получения определенного значения при измерении.
-
Проблема измерения
- Уравнение Шредингера описывает квантовые системы, но не измерение.
- Ортодоксальная интерпретация постулирует коллапс волновой функции для предсказания результатов измерений.
-
Физические подходы к коллапсу
- Квантовая теория не предлагает динамического описания коллапса.
- Различные интерпретации пытаются создать физическую модель коллапса.
- Теории скрытых переменных, квантовая запутанность и объективный коллапс — основные подходы.
-
Квантовая декогеренция
- Квантовая декогеренция объясняет переход системы из чистого состояния в смешанное.
- Этот переход принципиально обратим, но для практических целей необратим.
-
Декогеренция и коллапс волновой функции
- Декогеренция важна для объяснения классического предела квантовой механики.
- Декогеренция не объясняет коллапс волновой функции, так как все классические альтернативы остаются в смешанном состоянии.
- Супервыбор, вызванный окружающей средой, предполагает, что суперпозиции сводятся к смеси классических альтернатив при взаимодействии с окружающей средой.
- Объединенная волновая функция системы и окружающей среды продолжает подчиняться уравнению Шредингера.
-
История концепции коллапса волновой функции
- Концепция коллапса волновой функции введена Вернером Гейзенбергом в 1927 году.
- Джон фон Нейман включил коллапс волновой функции в математическую формулировку квантовой механики в 1932 году.
- Нильс Бор не упоминал о коллапсе волновой функции, но предупреждал о необходимости отказа от наглядного представления.
- Копенгагенская интерпретация включает коллапс волновой функции как ключевую особенность.
-
Модель Хью Эверетта
- В 1957 году Хью Эверетт предложил модель квантовой механики, опровергающую первый постулат фон Неймана.
- Эверетт предположил, что прерывистое изменение является расщеплением волновой функции, представляющей Вселенную.
- Подход Эверетта оставил нерешенными основные проблемы, связанные с происхождением классических результатов.
-
Работа Н. Дитера Цеха и Войцеха Х. Зурека
- С 1970 года Н. Дитер Цех стремился разработать модель квантовой декогеренции без постулирования коллапса.
- Работа Зурека в 1980 году привела к появлению множества статей по аспектам декогеренции.
- Декогеренция предполагает, что каждая квантовая система взаимодействует с окружением, что делает систему “открытой”.
- Декогеренция работает быстро и в минимальных условиях, но не заменяет постулат коллапса.
-
Проекционный постулат фон Неймана
- Фон Нейман описал квантово-механическую схему измерения, совместимую с коллапсом волновой функции.
- Проекционный постулат был сформулирован на основе экспериментальных данных 1930-х годов.
- Более поздняя работа разделила измерения на два вида: дающие одно и то же значение при повторении и дающие разные значения при повторении.