Πώς η μέτρηση ενός κβαντικού σωματιδίου το μετατρέπει σε καθημερινό αντικείμενο

Αν και ο κβαντικός κόσμος είναι θολός, οι μετρήσεις των κβαντικών σωματιδίων δίνουν ακριβή αποτελέσματα στον καθημερινό μας κόσμο. Πώς η πράξη μέτρησης επιτυγχάνει αυτόν τον μετασχηματισμό; Πιστωτικό: Ινστιτούτο Φυσικής

Ο κβαντικός κόσμος και ο καθημερινός μας κόσμος είναι δύο εντελώς διαφορετικά μέρη. Σε μια ανάρτηση που εμφανίστηκε ως “Πρόταση του συντάκτη” στο Α. φυσική ανασκόπηση Αυτή την εβδομάδα, οι φυσικοί της UvA Jasper van Wezel και Lotte Mertens και οι συνάδελφοί τους ερευνούν πώς η πράξη μέτρησης ενός κβαντικού σωματιδίου το μετατρέπει σε καθημερινό αντικείμενο.


Η κβαντομηχανική είναι η θεωρία που περιγράφει τα μικρότερα πράγματα στον κόσμο γύρω μας, από τα συστατικά μεμονωμένων ατόμων έως τα μικροσκοπικά σωματίδια σκόνης. Αυτός ο μικροσκοπικός κόσμος συμπεριφέρεται σημαντικά διαφορετικά από την καθημερινή μας εμπειρία – παρά το γεγονός ότι όλα τα αντικείμενα στον κόσμο μας σε μέγεθος ανθρώπου αποτελούνται από τα ίδια κβαντικά σωματίδια. Αυτό οδηγεί σε ενδιαφέρουσες σωματικές ερωτήσεις: γιατί είναι Κβαντικός κόσμος Και ο μικροσκοπικός κόσμος είναι εντελώς διαφορετικός, πού είναι η γραμμή μεταξύ τους και τι ακριβώς συμβαίνει εκεί;

πρόβλημα μέτρησης

Ένας συγκεκριμένος τομέας στον οποίο η διάκριση μεταξύ κβαντικής και κλασικής γίνεται ουσιαστική είναι όταν χρησιμοποιούμε καθημερινά Θέμα Για τη μέτρηση του κβαντικού συστήματος. Τότε η διάσπαση μεταξύ του κβαντικού κόσμου και του καθημερινού κόσμου οδηγεί στο ερώτημα πόσο «μέγεθος» Συσκευή μέτρησης Θα πρέπει να μπορείτε να εμφανίζετε κβαντικές ιδιότητες χρησιμοποιώντας μια οθόνη στον καθημερινό μας κόσμο. Η ανακάλυψη των λεπτομερειών μιας μέτρησης, όπως ο αριθμός των κβαντικών σωματιδίων που χρειάζονται για τη δημιουργία μιας συσκευής μέτρησης, ονομάζεται πρόβλημα ποσοτικοποίησης.

Ως εμπειρίες που ακούγονται στον κόσμο Κβαντική μηχανική Πιο προηγμένη από ποτέ και που περιλαμβάνει ολοένα και μεγαλύτερα κβαντικά αντικείμενα, η αόρατη γραμμή πλησιάζει γρήγορα όπου η καθαρή κβαντική συμπεριφορά τέμνεται με τα κλασικά αποτελέσματα μετρήσεων. Σε ένα άρθρο, οι φυσικοί της UvA Jasper van Wezel και Lotte Mertens και οι συνάδελφοί τους αξιολογούν υπάρχοντα μοντέλα που προσπαθούν να λύσουν το πρόβλημα κλιμάκωσης, ιδιαίτερα εκείνα που το κάνουν προτείνοντας λεπτές τροποποιήσεις στη μία εξίσωση που διέπει όλη την κβαντική συμπεριφορά: την εξίσωση Schrödinger.

γεννημένος κανόνας

Οι ερευνητές έδειξαν ότι τέτοιες τροποποιήσεις θα μπορούσαν καταρχήν να οδηγήσουν σε συνεπείς προτάσεις για την επίλυση του προβλήματος μέτρησης. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι ήταν δύσκολο να δημιουργηθούν μοντέλα που να ικανοποιούν τον κανόνα Born, ο οποίος μας λέει πώς να χρησιμοποιήσουμε την εξίσωση Schrödinger για να προβλέψουμε τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Οι ερευνητές δείχνουν ότι μόνο μοντέλα με επαρκή μαθηματική πολυπλοκότητα (τεχνικά: μη γραμμικά, μη μοναδιαία μοντέλα) μπορούν να οδηγήσουν στον κανόνα Born και έτσι έχουν την ευκαιρία να λύσουν το πρόβλημα μέτρησης και να μας διδάξουν για την άπιαστη τομή μεταξύ της κβαντικής φυσικής και του καθημερινού κόσμου. .


Το καλύτερο και των δύο κόσμων: συνδυασμός κλασσικών και κβαντικών συστημάτων για την κάλυψη των απαιτήσεων των υπερυπολογιστών


περισσότερες πληροφορίες:
Lotte Mertens et al, Contradiction of Linear Dynamics και Bourne’s Judgment, Α. φυσική ανασκόπηση (2021). DOI: 10.1103/ PhysRevA.104.052224

το απόσπασμα: Πώς η μέτρηση ενός κβαντικού σωματιδίου το μετατρέπει σε καθημερινό αντικείμενο (2021, 30 Νοεμβρίου) Ανακτήθηκε στις 30 Νοεμβρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-11-quantum-particle-everyday.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Η εύρεση ενός εμβρύου δεινοσαύρου βοηθά στην επίλυση του μικρού γρίφου του τυραννοσαύρου

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *