Синглетное состояние
-
История и происхождение термина «синглет»
- Синглетное состояние относится к системе, в которой все электроны соединены в пары.
- Термин «синглет» первоначально означал связанный набор частиц с нулевым суммарным моментом импульса.
- В отличие от дублетного и триплетного состояний, синглетное состояние имеет только одну спектральную линию.
-
Математические свойства синглетов
- Количество спектральных линий связано со спиновым квантовым числом: n = 2s + 1.
- Терминология синглетного типа используется для систем с математическими свойствами, подобными состояниям вращения.
- Изоспин был разработан для описания протонов и нейтронов как дублетов.
-
Примеры синглетных состояний
- Простейший синглет углового момента состоит из двух частиц со спином 1/2, ориентированных антипараллельно.
- Позитроний, состоящий из электрона и позитрона, может быть в синглетном или триплетном состоянии.
- Несвязанный синглет состоит из пары объектов с одинаковым спином, возникшим в одном квантовом событии.
-
Математические представления и эксперименты
- Позитроний может образовывать как синглетные, так и триплетные состояния.
- Математическое описание позволяет точно рассчитать квантовые состояния и вероятности.
- Эксперименты с несвязанными синглетами обычно используют пары фотонов со спином 1.
-
Синглеты и запутанные состояния
- Частицы в синглетном состоянии не обязательно должны быть локально связаны.
- Коррелированные спиновые состояния могут сохраняться даже при бесконечном увеличении расстояния.
-
Историческое значение пространственно протяженных синглетных состояний
- Вклад в теоретическое и экспериментальное исследование квантовой запутанности
- Важность для проверки квантовой механики
-
ЭПР-парадокс и его значение
- Эйнштейн, Подольский и Розен предложили мысленный эксперимент для проверки нелокальности
- Парадокс помог определить неполноту квантовой механики
-
Версия парадокса Бома
- Дэвид Бом сформулировал версию парадокса с использованием спиновых синглетных состояний
- Сложность: изменение квантового состояния оставшейся частицы при измерении пространственной составляющей углового момента
-
Теорема Белла и её значение
- Джон Стюарт Белл доказал теорему Белла для оценки существования синглетной запутанности
- Ирония: эксперименты подтвердили реальность запутанности
-
Современные применения
- Коммерческие устройства квантового шифрования используют пространственно протяженные синглеты
-
Принцип локальности Эйнштейна
- Классическая информация не может передаваться быстрее скорости света c
- Слабая форма локальности предотвращает парадоксы причинно-следственной связи