Пространство квантовых состояний
-
Основы квантового пространства состояний
- Квантовое пространство состояний — абстрактное пространство, описывающее квантовые состояния физических систем.
- Является аналогом фазового пространства классической механики.
-
Структура квантового пространства состояний
- В квантовой механике пространство состояний — это комплексное гильбертово пространство.
- Размерность пространства зависит от выбранной системы.
- Базисные состояния образуют ортонормированный базис, что позволяет описывать векторы состояния линейными комбинациями.
-
Примеры квантовых состояний
- Спиновое состояние атома серебра может быть представлено в двух состояниях.
- Вращение может быть выровнено или противоположно, что соответствует состояниям |u⟩ и |d⟩.
- В двухспиновой системе есть четыре состояния.
- Спиновое состояние является дискретной степенью свободы, в то время как другие квантовые пространства могут иметь непрерывные степени свободы.
-
Пространство состояний в трехмерном пространстве
- Невилл Мотт показал, что представление волн в трехмерном пространстве усложняет анализ квантово-механических задач.
- Мотт анализировал процесс излучения частиц и показал, что линейные следы являются результатом корреляций между положениями источника и атомов.
-
Сравнение с классическим фазовым пространством
- В классической механике фазовое пространство описывает движение объектов через координаты и скорости.
- В квантовой механике пространство состояний аналогично, но два скалярно кратных вектора представляют одно и то же состояние.
- Значения в квантовом состоянии измеряются статистически и не имеют четко определенных значений в каждый момент времени.