یک ذره چه زمانی می رسد؟

یک ذره چه زمانی می رسد؟

تمبر زمان: 30 مارس 2023، 8:49 صبح

سیمون رونکالو1,2, کریستوف ساچا3و لورنزو مکونه1,2

1Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Pavia, Via Agostino Bassi 6, I-27100, Pavia, Italy
2INFN Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, I-27100, Pavia, Italy
3Instytut Fizyki imienia Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński, ulica Profesora Stanisława Łojasiewicza 11, PL-30-348 Kraków, Poland

این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.

چکیده

ما پیشنهاداتی را که در ادبیات برای توصیف اندازه‌گیری زمان رسیدن یک ذره کوانتومی به آشکارساز ظاهر شده‌اند، مقایسه می‌کنیم. ما نشان می‌دهیم که رژیم‌های متعددی وجود دارد که در آن پیشنهادات مختلف، پیش‌بینی‌های نامتعادل، از نظر تجربی قابل تشخیص را ارائه می‌دهند. این تجزیه و تحلیل راه را برای آزمایش های تجربی آینده هموار می کند.

یک ذره چه زمانی می رسد؟ هوش داده PlatoBlockchain. جستجوی عمودی Ai.

تصویر ویژه: ذره ای که در برهم نهی دو بسته موج گاوسی تهیه شده است. هنگامی که بسته ها در نزدیکی آشکارساز همپوشانی دارند، تداخل زمان رسیدن مشاهده می شود.

خلاصه محبوب

اندازه گیری زمان در مکانیک کوانتومی مشکل ساز است زیرا بر خلاف موقعیت و تکانه، زمان توسط یک قابل مشاهده توصیف نمی شود. سوالات ساده ای مانند "چه زمانی یک ذره به آشکارساز می رسد؟" درمان آنها دشوار است. در ادبیات، این مشکل زمان ورود است. چندین راه حل در نظر گرفته شده است که عمدتاً در سه رویکرد اصلی گروه بندی می شوند: ساختار بدیهی کیژوسکی، شار کوانتومی و پیشنهادات ساعت کوانتومی. با این حال، همه آنها به پیش بینی های متفاوتی منجر می شوند!

ما رژیم‌های قابل تحقق را برای تشخیص تجربی این رویکردها شناسایی می‌کنیم. نتایج ما نشان می‌دهد که اختلافات در رژیم‌های به شدت کوانتومی ظاهر می‌شوند، یعنی زمانی که ذره تداخل کوانتومی را در زمان رسیدن نشان می‌دهد: تداخل مخرب در زمان‌هایی که احتمال کمتری برای شناسایی ذره وجود دارد، تداخل سازنده زمانی که تشخیص احتمال بیشتری وجود دارد.

► داده های BibTeX

◄ مراجع

[1] دبلیو پاولی، اصول کلی مکانیک کوانتومی (اسپرینگر، 1980).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-61840-6

[2] N. Vona و D. Dürr، نقش جریان احتمال برای اندازه‌گیری‌های زمان، در پیام علم کوانتومی: تلاش‌هایی به سوی سنتز، ویرایش شده توسط P. Blanchard و J. Fröhlich (اسپرینگر، 2015) فصل. 5.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-662-46422-9_5

[3] RP Feynman و AR Hibbs، مکانیک کوانتومی و انتگرال های مسیر (McGraw-Hill، 1965).

[4] S. Das و W. Struyve، پرسش از کفایت توزیع‌های زمان رسیدن کوانتومی معین، Phys. Rev. A 104, 042214 (2021).
https://doi.org/​10.1103/​physreva.104.042214

[5] ی.آهارونوف و دی. بوهم، زمان در نظریه کوانتومی و رابطه عدم قطعیت برای زمان و انرژی، فیزیک. Rev. 122, 1649 (1961).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRev.122.1649

[6] N. Grot، C. Rovelli و RS Tate، زمان ورود به مکانیک کوانتومی، فیزیک. Rev. A 54, 4676 (1996).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.54.4676

[7] EA Galapon، F. Delgado، JG Muga، و IL Egusquiza، انتقال از توزیع گسسته به پیوسته زمان رسیدن برای یک ذره کوانتومی، Phys. Rev. A 72, 042107 (2005).
https://doi.org/​10.1103/​physreva.72.042107

[8] J. Kijowski، در مورد عملگر زمان در مکانیک کوانتومی و رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ برای انرژی و زمان، Rep. Math. فیزیک 6, 361 (1974).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0034-4877(74)80004-2

[9] V. Delgado و JG Muga، زمان رسیدن در مکانیک کوانتومی، فیزیک. Rev. A 56, 3425 (1997).
https://doi.org/​10.1103/​physreva.56.3425

[10] A. Ruschhaupt و RF Werner، مکانیک کوانتومی زمان، در پیام علم کوانتومی: تلاش‌هایی به سوی یک سنتز، ویرایش شده توسط P. Blanchard و J. Fröhlich (اسپرینگر، 2015) فصل. 14.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-662-46422-9_14

[11] R. Werner, Screen observables in نسبیتی و غیرنسبیتی مکانیک کوانتومی, J. Math. فیزیک 27, 793 (1986).
https://doi.org/​10.1063/​1.527184

[12] ی. آهارونوف، جی. اوپنهایم، اس. پوپسکو، بی. رزنیک، و دبلیو جی اونروه، اندازه گیری زمان رسیدن در مکانیک کوانتومی، فیزیک. Rev. A 57, 4130 (1998).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.57.4130

[13] T. Jurić و H. Nikolić، زمان رسیدن از نظریه عمومی توزیع زمان کوانتومی، Eur. فیزیک J. Plus 137, 631 (2022).
https://doi.org/​10.1140/epjp/​s13360-022-02854-w

[14] Y. Aharonov and T. Kaufherr, Quantum frames of reference, Phys. Rev. D 30, 368 (1984).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevD.30.368

[15] ی. آهارونوف، اس. پوپسکو و جی. تولاکسن، هر لحظه از زمان، یک جهان جدید، در نظریه کوانتومی: داستان موفقیت دو زمانه (اسپرینگر، 2014) صفحات 21-36.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-88-470-5217-8_3

[16] سی. روولی، مکانیک کوانتومی رابطه ای، بین المللی. جی. تئوری. فیزیک 35, 1637 (1996).
https://doi.org/​10.1007/​bf02302261

[17] M. Reisenberger و C. Rovelli، حالات فضا-زمان و نظریه کوانتومی کوواریانت، فیزیک. Rev. D 65, 125016 (2002).
https://doi.org/​10.1103/​physrevd.65.125016

[18] DN Page و WK Wootters، تکامل بدون تکامل: دینامیک توصیف شده توسط مشاهده پذیرهای ثابت، Phys. Rev. D 27, 2885 (1983).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevD.27.2885

[19] L. Maccone and K. Sacha، اندازه گیری های کوانتومی زمان، فیزیک. کشیش لِت 124, 110402 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.124.110402

[20] V. Giovannetti, S. Lloyd, and L. Maccone, Quantum Time, Phys. Rev. D 92, 045033 (2015).
https://doi.org/​10.1103/​physrevd.92.045033

[21] R. Brunetti، K. Fredenhagen، و M. Hoge، زمان در فیزیک کوانتومی: از یک پارامتر خارجی به یک قابل مشاهده ذاتی، پیدا شده است. فیزیک 40، 1368–1378 (2009).
https://doi.org/​10.1007/​s10701-009-9400-z

[22] S. Das و D. Dürr، توزیع زمان رسیدن ذرات اسپین-1/2، علم. Rep. 9, 2242 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-018-38261-4

[23] CR Leavens، زمان رسیدن در مکانیک کوانتومی و بوهمین، فیزیک. Rev. A 58, 840 (1998).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevA.58.840

[24] A. Ananthaswamy، آیا می توانیم زمان کوانتومی پرواز را اندازه گیری کنیم؟، علم. صبح. 326، 1 (2022).

[25] JG Muga, RS Mayato, and IL Egusquiza, Time in Quantum Mechanics, Vol. 1 (اسپرینگر، 2008).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-540-73473-4

[26] G. Muga, A. Ruschhaupt, and A. Campo, Time in Quantum Mechanics, Vol. 2 (اسپرینگر، 2009).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-03174-8

[27] M. Kozuma، L. Deng، EW Hagley، J. Wen، R. Lutwak، K. Helmerson، SL Rolston، و WD Phillips، تقسیم منسجم اتم‌های متراکم بوز-انیشتین با پراش براگ القایی نوری، فیزیک. کشیش لِت 82, 871 (1999).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.82.871

[28] S. Pandey، H. Mas، G. Drougakis، P. Thekkeppatt، V. Bolpasi، G. Vasilakis، K. Poulios، و W. von Klitzing، میعانات هایپرسونیک بوز-اینشتین در حلقه های شتاب دهنده، Nature 570، 205 (2019) .
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1273-5

[29] CR Leavens، غیرمحلی فضایی توزیع "استاندارد" زمان ورود، فیزیک. Lett. A 338, 19 (2005a).
https://doi.org/​10.1016/​j.physleta.2005.02.022

[30] CR Leavens، در رویکرد مکانیکی کوانتومی "استاندارد" به زمان رسیدن، فیزیک. Lett. A 303, 154 (2002).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(02)01239-2

[31] S. Das و M. Nöth، زمان ورود و عدم تغییر سنج، Proc. R. Soc. ج: ریاضی فیزیک مهندس علمی 477, 2250 (2021).
https://doi.org/​10.1098/​rspa.2021.0101

[32] IL Egusquiza، JG Muga، B. Navarro، و A. Ruschhaupt، نظر در مورد: "در رویکرد استاندارد کوانتومی مکانیکی به زمان رسیدن"، Phys. Lett. A 313, 498 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(03)00851-X

[33] CR Leavens، پاسخ به نظر در مورد: "در رویکرد "استاندارد" کوانتومی مکانیکی به زمان رسیدن" [فیزیک. Lett. A 313 (2003) 498], Phys. Lett. A 345, 251 (2005b).
https://doi.org/​10.1016/​j.physleta.2005.08.004

[34] AJ Bracken و GF Melloy، احتمال جریان برگشتی و یک عدد کوانتومی بدون بعد جدید، J. Phys. ج: ریاضی نظریه. 27, 2197 (1994).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​27/​6/​040

[35] KV Kuchar، زمان و تفسیر گرانش کوانتومی، بین المللی. J. Mod. فیزیک D 20, 3 (2011).
https://doi.org/​10.1142/​S0218271811019347

[36] J. Leon and L. Maccone، اعتراض پائولی، پیدا شد. فیزیک 47، 1597–1608 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-017-0115-2

[37] بی اس دی ویت، نظریه کوانتومی گرانش. I. نظریه متعارف، فیزیک. Rev. 160, 1113 (1967).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRev.160.1113

[38] M. Porrmann، وزن ذرات و تجزیه آنها I، Commun. ریاضی. فیزیک 248، 269-304 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-004-1092-9

[39] R. Gambini and J. Pullin، راه حل مسئله زمان در گرانش کوانتومی نیز مسئله زمان رسیدن را در مکانیک کوانتومی حل می کند، New J. Phys. 24, 053011 (2022).
https://doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ac6768

ذکر شده توسط

[1] Ranjan Modak و S. Aravinda، "توصیف غیر هرمیتی تنظیم مجدد کوانتومی تیز"، arXiv: 2303.03790, (2023).

[2] تاجرون جوریچ و هروویه نیکولیچ، "اندازه گیری کوانتومی منفعل: زمان رسیدن، اثر زنو کوانتومی و مغالطه قمارباز". arXiv: 2207.09140, (2022).

نقل قول های بالا از SAO/NASA Ads (آخرین به روز رسانی با موفقیت 2023-03-30 12:56:20). فهرست ممکن است ناقص باشد زیرا همه ناشران داده های استنادی مناسب و کاملی را ارائه نمی دهند.

واکشی نشد داده های استناد شده متقاطع در آخرین تلاش 2023-03-30 12:56:18: داده های استناد شده برای 10.22331/q-2023-03-30-968 از Crossref دریافت نشد. اگر DOI اخیراً ثبت شده باشد، طبیعی است.

این مقاله در Quantum تحت عنوان منتشر شده است Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) مجوز. حق چاپ نزد دارندگان حق چاپ اصلی مانند نویسندگان یا مؤسسات آنها باقی می ماند.

تمبر زمان:

بیشتر از مجله کوانتومی