When Does A Particle Arrive?

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Simone Roncallo^1,2, Krzysztof Sacha³és Lorenzo Maccone^1,2

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

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

Összehasonlítjuk az irodalomban megjelent javaslatokat egy kvantumrészecske detektorhoz érkezési idejének mérésére. Megmutatjuk, hogy több olyan rendszer létezik, ahol a különböző javaslatok nem egyenértékű, kísérletileg megkülönböztethető előrejelzéseket adnak. Ez az elemzés előkészíti az utat a jövőbeni kísérleti tesztekhez.

When does a particle arrive? PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Kiemelt kép: Két Gauss-hullámcsomag szuperpozíciójában előállított részecske. Amikor a csomagok átfedik egymást a detektor közelében, az érkezési időinterferenciát észleljük.

Népszerű összefoglaló

Measurements of time are problematic in quantum mechanics since, unlike position and momentum, time is not described by an observable. Simple questions like “When does a particle arrive at a detector?” are difficult to treat. In the literature, this is the time of arrival problem. Several solutions have been considered, mostly grouped into three main approaches: Kijowski’s axiomatic construction, the quantum flux and the quantum clock proposals. However, they all lead to different predictions!

Meghatározzuk a megvalósítható rendszereket e megközelítések kísérleti megkülönböztetésére. Eredményeink azt mutatják, hogy eltérések jelennek meg az erősen kvantum rezsimekben, nevezetesen amikor a részecske kvantuminterferenciát mutat az érkezés időpontjában: destruktív interferencia olyankor, amikor kevésbé valószínű, hogy észleli a részecskét, konstruktív interferencia, amikor nagyobb az észlelés valószínűsége.

► BibTeX adatok

@article{Roncallo2023whendoesparticle, doi = {10.22331/q-2023-03-30-968}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-30-968}, title = {When does a particle arrive?}, author = {Roncallo, Simone and Sacha, Krzysztof and Maccone, Lorenzo}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, publisher = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, pages = {968}, month = mar, year = {2023}<br /> }

► Referenciák

[1] W. Pauli: A kvantummechanika általános alapelvei (Springer, 1980).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-61840-6

[2] N. Vona és D. Dürr: A valószínűségi áram szerepe időméréseknél, The Message of Quantum Science: Attempts Towards a Synthesis, szerkesztette P. Blanchard és J. Fröhlich (Springer, 2015) Chap. 5.
https://doi.org/10.1007/978-3-662-46422-9_5

[3] R. P. Feynman és A. R. Hibbs, Quantum Mechanics and Path Integrals (McGraw-Hill, 1965).

[4] S. Das és W. Struyve, Bizonyos kvantum érkezési idő eloszlások megfelelőségének megkérdőjelezése, Phys. Rev. A 104, 042214 (2021).
https:///doi.org/10.1103/physreva.104.042214

[5] Y. Aharonov és D. Bohm, Az idő a kvantumelméletben és az idő és energia bizonytalansági viszonya, Phys. Rev. 122, 1649 (1961).
https:///doi.org/10.1103/PhysRev.122.1649

[6] N. Grot, C. Rovelli és R. S. Tate, Érkezés ideje a kvantummechanikában, Phys. Rev. A 54, 4676 (1996).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.54.4676

[7] E. A. Galapon, F. Delgado, J. G. Muga és I. L. Egusquiza: Átmenet a diszkrétről a folyamatos érkezési idő eloszlásra kvantumrészecskék esetében, Phys. Rev. A 72, 042107 (2005).
https:///doi.org/10.1103/physreva.72.042107

[8] J. Kijowski, Az idő operátoráról a kvantummechanikában és a Heisenberg-féle bizonytalansági összefüggésről energiára és időre, Rep. Math. Phys. 6, 361 (1974)].
https://doi.org/10.1016/S0034-4877(74)80004-2

[9] V. Delgado és J. G. Muga, Érkezési idő a kvantummechanikában, Phys. Rev. A 56, 3425 (1997).
https:///doi.org/10.1103/physreva.56.3425

[10] A. Ruschhaupt és R. F. Werner, Quantum mechanics of time, The Message of Quantum Science: Attempts Towards a Synthesis, szerkesztette P. Blanchard és J. Fröhlich (Springer, 2015) Chap. 14.
https://doi.org/10.1007/978-3-662-46422-9_14

[11] R. Werner, Screen observables in relativist and non-relativisistic quantum mechanics, J. Math. Phys. 27, 793 (1986)].
https:///doi.org/10.1063/1.527184

[12] Y. Aharonov, J. Oppenheim, S. Popescu, B. Reznik és W. G. Unruh, Measurement of the time of érkezési idő a kvantummechanikában, Phys. Rev. A 57, 4130 (1998).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.57.4130

[13] T. Jurić és H. Nikolić, Érkezési idő a kvantumidőeloszlások általános elméletéből, Eur. Phys. J. Plus 137, 631 (2022).
https:///doi.org/10.1140/epjp/s13360-022-02854-w

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

[15] Y. Aharonov, S. Popescu és J. Tollaksen, Minden pillanatban egy új univerzum, Quantum Theory: A Two-Time Success Story (Springer, 2014) 21–36.
https://doi.org/10.1007/978-88-470-5217-8_3

[16] C. Rovelli, Relációs kvantummechanika, Int. J. Theor. Phys. 35, 1637 (1996).
https:///doi.org/10.1007/bf02302261

[17] M. Reisenberger és C. Rovelli, Téridő állapotok és kovariáns kvantumelmélet, Phys. Rev. D 65, 125016 (2002).
https:///doi.org/10.1103/physrevd.65.125016

[18] D. N. Page és W. K. Wootters, Evolution without evolution: Dynamics description by stationary observables, Phys. Rev. D 27, 2885 (1983).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.27.2885

[19] L. Maccone és K. Sacha: Az idő kvantummérései, Phys. Rev. Lett. 124, 110402 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.110402

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

[21] R. Brunetti, K. Fredenhagen és M. Hoge: Time in quantum physics: From an external parameter to an intrinsic observable, Found. Phys. 40, 1368–1378 (2009).
https:///doi.org/10.1007/s10701-009-9400-z

[22] S. Das és D. Dürr, A spin-1/2 részecskék érkezési időbeli eloszlásai, Sci. Rep. 9, 2242 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-018-38261-4

[23] C. R. Leavens, Érkezés ideje a kvantum- és bohmi mechanikában, Phys. Rev. A 58, 840 (1998).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.58.840

[24] A. Ananthaswamy, Meg tudjuk mérni a repülés kvantumidejét?, Sci. Am. 326, 1 (2022).

[25] J. G. Muga, R. S. Mayato és I. L. Egusquiza, Time in Quantum Mechanics, Vol. 1 (Springer, 2008).
https://doi.org/10.1007/978-3-540-73473-4

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

[27] M. Kozuma, L. Deng, E. W. Hagley, J. Wen, R. Lutwak, K. Helmerson, S. L. Rolston és W. D. Phillips, Coherent splitting of Bose-Einstein kondenzált atomok optikailag indukált Bragg diffrakcióval, Phys. Rev. Lett. 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 és W. von Klitzing, Hypersonic Bose–Einstein kondenzátumok gyorsítógyűrűkben, Nature 570, 205 (2019) .
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1273-5

[29] C. R. Leavens, A „standard” érkezési idő eloszlás térbeli nem lokalitása, Phys. Lett. A 338, 19 (2005a).
https:///doi.org/10.1016/j.physleta.2005.02.022

[30] C. R. Leavens: Az érkezési idők „standard” kvantummechanikai megközelítéséről, Phys. Lett. A 303, 154 (2002).
https://doi.org/10.1016/S0375-9601(02)01239-2

[31] S. Das és M. Nöth, Érkezési idők és szelvény invariancia, Proc. R. Soc. V: Matek. Phys. Eng. Sci. 477, 2250 (2021).
https:///doi.org/10.1098/rspa.2021.0101

[32] I. L. Egusquiza, J. G. Muga, B. Navarro és A. Ruschhaupt, Comment on: „On the standard quantum-mechanikai megközelítés az érkezési időkhöz”, Phys. Lett. A 313, 498 (2003).
https://doi.org/10.1016/S0375-9601(03)00851-X

[33] C. R. Leavens, Válasz a következőhöz: „Az érkezési idők „standard” kvantummechanikai megközelítéséről” [Phys. Lett. A 313 (2003) 498], Phys. Lett. A 345, 251 (2005b).
https:///doi.org/10.1016/j.physleta.2005.08.004

[34] A. J. Bracken és G. F. Melloy, Probability backflow and a new dimenzió nélküli kvantumszám, J. Phys. V: Matek. Theor. 27, 2197 (1994).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/27/6/040

[35] K. V. Kuchar, Az idő és a kvantumgravitáció értelmezései, Int. J. Mod. Phys. D 20, 3 (2011).
https:///doi.org/10.1142/S0218271811019347

[36] J. Leon és L. Maccone, The Pauli-kifogás, Found. Phys. 47, 1597–1608 (2017).
https://doi.org/10.1007/s10701-017-0115-2

[37] B. S. DeWitt, A gravitáció kvantumelmélete. I. A kanonikus elmélet, Phys. Rev. 160, 1113 (1967).
https:///doi.org/10.1103/PhysRev.160.1113

[38] M. Porrmann, Részecskesúlyok és szétesésük I, Commun. Math. Phys. 248, 269–304 (2004).
https://doi.org/10.1007/s00220-004-1092-9

[39] R. Gambini és J. Pullin: Az idő problémájának megoldása a kvantumgravitációban megoldja az érkezési idő problémáját is a kvantummechanikában, New J. Phys. 24, 053011 (2022).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac6768

Idézi

[1] Ranjan Modak and S. Aravinda, “Non-Hermitian description of sharp quantum resetting”, arXiv: 2303.03790, (2023).

[2] Tajron Jurić and Hrvoje Nikolić, “Passive quantum measurement: Arrival time, quantum Zeno effect and gambler’s fallacy”, arXiv: 2207.09140, (2022).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-03-30 12:56:20). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

Nem sikerült lekérni Az adatok által hivatkozott kereszthivatkozás utolsó próbálkozáskor 2023-03-30 12:56:18: Nem sikerült lekérni a 10.22331/q-2023-03-30-968 hivatkozás által hivatkozott adatokat a Crossref-től. Ez normális, ha a DOI-t nemrég regisztrálták.

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
Forrás: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-03-30-968/

Időbélyeg: Március 30, 2023

Időbélyeg: 1. június 2023.

Mikor érkezik egy részecske?

Újra kiadta Platón

Absztrakt

Népszerű összefoglaló

► BibTeX adatok

► Referenciák

Idézi

Még több Quantum Journal

Az invertálható, frusztrációmentes alapállapotok stabilitása nagy zavarokkal szemben

Származtatott árképzés kvantumjelfeldolgozással

Gyors kvantumáramkör vágás véletlenszerű mérésekkel

Kísérlet az idő diszkrétségének tesztelésére

A kvantumelőny felé a pénzügyi piaci kockázatok terén kvantumgradiens algoritmusok segítségével

A kvantummérés minimális idejének behatárolása

Gottesman-Kitaev-Preskill állapotok hatékony szimulációja Gauss-áramkörökkel

Elfogultságra szabott kvantum LDPC kódok

Döntött Hardy-paradoxonok az eszközfüggetlen véletlenszerűség-kinyeréshez

Skálázható és rugalmas klasszikus árnyéktomográfia Tensor hálózatokkal

Rólunk

Vertical Search & Ai

Emelvény

Maradjon kapcsolatban

Fiók