מתי מגיע חלקיק?

מתי מגיע חלקיק?

סימון רונקלו1,2, קשישטוף סשה3, ו לורנצו מקונה1,2

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

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

אנו משווים את ההצעות שהופיעו בספרות לתיאור מדידה של זמן ההגעה של חלקיק קוונטי לגלאי. אנו מראים שישנם מספר משטרים שבהם הצעות שונות נותנות תחזיות לא שוות, הניתנות להפלה בניסוי. ניתוח זה סולל את הדרך לבדיקות ניסיוניות עתידיות.

מדידות זמן הן בעייתיות במכניקת הקוונטים שכן, בניגוד למיקום ולתנופה, הזמן אינו מתואר על ידי נצפית. שאלות פשוטות כמו "מתי מגיע חלקיק לגלאי?" קשים לטיפול. בספרות זו בעיית זמן ההגעה. נבחנו מספר פתרונות, רובם מקובצים לשלוש גישות עיקריות: הבנייה האקסיומטית של קיובסקי, השטף הקוונטי והצעות השעון הקוונטי. עם זאת, כולם מובילים לתחזיות שונות!

אנו מזהים משטרים ניתנים למימוש להפלה ניסיוני של גישות אלו. התוצאות שלנו מראות שפערים מופיעים במשטרים קוונטיים מאוד, כלומר כאשר החלקיק מציג התערבות קוונטית בזמן ההגעה: התערבות הרסנית בזמנים שבהם יש פחות סבירות לזהות את החלקיק, התערבות בונה כאשר סבירות גבוהה יותר לגילוי.

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] W. Pauli, עקרונות כלליים של מכניקת הקוונטים (Springer, 1980).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-61840-6

[2] N. Vona ו-D. Dürr, תפקידו של זרם ההסתברות למדידות זמן, ב-The Message of Quantum Science: Attempts Towards a Synthesis, בעריכת P. Blanchard and J. Fröhlich (Springer, 2015) Chap. 5.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-662-46422-9_5

[3] RP Feynman ו- AR Hibbs, מכניקת קוונטים ואינטגרלי נתיב (McGraw-Hill, 1965).

[4] S. Das and W. Struyve, מפקפקים בנאותות של התפלגות זמן הגעה קוונטית מסוימות, Phys. ר' א 104, 042214 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.104.042214

[5] י' אהרונוב וד' בוהם, זמן בתורת הקוונטים ויחס אי הוודאות לזמן ולאנרגיה, פיזיק. רפ' 122, 1649 (1961).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.122.1649

[6] N. Grot, C. Rovelli, and RS Tate, זמן הגעה במכניקת הקוונטים, Phys. ר' א 54, 4676 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.4676

[7] EA Galapon, F. Delgado, JG Muga, ו-IL Egusquiza, מעבר מהתפלגות בדיד לזמן הגעה מתמשך עבור חלקיק קוונטי, Phys. ר' א 72, 042107 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.72.042107

[8] J. Kijowski, על מפעיל הזמן במכניקת הקוונטים ויחס אי הוודאות של הייזנברג לאנרגיה וזמן, Rep. Math. פיזי. 6, 361 (1974).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0034-4877(74)80004-2

[9] V. Delgado ו-JG Muga, זמן הגעה במכניקת הקוונטים, Phys. ר' א 56, 3425 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.56.3425

[10] A. Ruschhaupt ו-RF Werner, מכניקת הקוונטים של הזמן, ב-The Message of Quantum Science: Attempts Towards a Synthesis, בעריכת P. Blanchard and J. Fröhlich (Springer, 2015) Chap. 14.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-662-46422-9_14

[11] R. Werner, Screen observables in relativistic and non-relativistic מכניקת קוואנטים, J. Math. פיזי. 27, 793 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.527184

[12] Y. Aharonov, J. Oppenheim, S. Popescu, B. Reznik, and WG Unruh, מדידת זמן הגעה במכניקת הקוונטים, Phys. ר' א 57, 4130 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.4130

[13] T. Jurić and H. Nikolić, זמן הגעה מהתיאוריה הכללית של התפלגות זמן קוונטית, Eur. פיזי. י' פלוס 137, 631 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1140/​epjp/​s13360-022-02854-w

[14] Y. Aharonov and T. Kaufherr, מסגרות התייחסות קוונטיות, Phys. הכומר ד 30, 368 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.30.368

[15] Y. Aharonov, S. Popescu, and J. Tollaksen, כל רגע של זמן יקום חדש, בתורת הקוונטים: סיפור הצלחה דו-פעמי (ספרינגר, 2014) עמ' 21–36.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-88-470-5217-8_3

[16] C. Rovelli, מכניקת קוונטים יחסיים, Int. J. Theor. פיזי. 35, 1637 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1007 / bf02302261

[17] M. Reisenberger and C. Rovelli, Spacetime states and covariant Quantum Theory, Phys. Rev. D 65, 125016 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevd.65.125016

[18] DN Page ו-WK Wootters, אבולוציה ללא אבולוציה: דינמיקה המתוארת על ידי נצפים נייחים, Phys. Rev. D 27, 2885 (1983).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.27.2885

[19] L. Maccone and K. Sacha, מדידות קוונטיות של זמן, Phys. הכומר לט. 124, 110402 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.110402

[20] V. Giovannetti, S. Lloyd ו- L. Maccone, Quantum time, Phys. הכומר ד '92, 045033 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevd.92.045033

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

[22] S. Das and D. Dürr, התפלגות זמן הגעה של חלקיקי ספין-1/​2, Sci. נציג 9, 2242 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-018-38261-4

[23] CR Leavens, זמן הגעה במכניקת הקוונטים והבוהמית, פיזיק. Rev. A 58, 840 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.58.840

[24] A. Ananthaswamy, האם נוכל לאמוד את זמן הטיסה הקוונטי?, Sci. אמ. 326, 1 (2022).

[25] JG Muga, RS Mayato, ו-IL Egusquiza, Time in Quantum Mechanics, Vol. 1 (ספרינגר, 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 (ספרינגר, 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, ו-WD Phillips, פיצול קוהרנטי של אטומים מעובה של Bose-Einstein עם דיפרקציה מושרה אופטית, Phys. הכומר לט. 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, and W. von Klitzing, Hypersonic Bose–Einstein condensates in טבעות מאיץ, Nature 570, 205 (2019) .
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1273-5

[29] CR Leavens, אי-לוקאליות מרחבית של התפלגות זמן הגעה "סטנדרטית", Phys. Lett. א 338, 19 (2005א).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2005.02.022

[30] CR Leavens, על הגישה הקוונטית ה"סטנדרטית" לזמני הגעה, Phys. Lett. א 303, 154 (2002).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(02)01239-2

[31] S. Das and M. Nöth, זמני הגעה ושונות מדידה, פרוק. R. Soc. ת: מתמטיקה. פיזי. Eng. Sci. 477, 2250 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2021.0101

[32] IL Egusquiza, JG Muga, B. Navarro, and A. Ruschhaupt, הערה על: "על הגישה הקוונטית-מכנית הסטנדרטית לזמני הגעה", Phys. Lett. א 313, 498 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(03)00851-X

[33] CR Leavens, תגובה להערה בנושא: "על הגישה הקוונטית-מכנית ה'סטנדרטית' לזמני הגעה" [Phys. Lett. A 313 (2003) 498], Phys. Lett. A 345, 251 (2005b).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2005.08.004

[34] AJ Bracken ו-GF Melloy, Probability Backflow ומספר קוונטי חסר מימד חדש, J. Phys. ת: מתמטיקה. אור. 27, 2197 (1994).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​27/​6/​040

[35] KV Kuchar, זמן ופרשנויות של כוח הכבידה הקוונטית, Int. J. Mod. פיזי. D 20, 3 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0218271811019347

[36] J. Leon and L. Maccone, התנגדות פאולי, נמצאה. פיזי. 47, 1597–1608 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-017-0115-2

[37] BS DeWitt, תורת הכבידה הקוונטית. I. התיאוריה הקנונית, פיזיק. רפ' 160, 1113 (1967).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.160.1113

[38] M. Porrmann, משקלי חלקיקים והתפוררותם I, Commun. מתמטיקה. פיזי. 248, 269–304 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-004-1092-9

[39] R. Gambini and J. Pullin, הפתרון לבעיית הזמן בכבידה הקוונטית פותר גם את בעיית זמן ההגעה במכניקת הקוונטים, New J. Phys. 24, 053011 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ac6768

מצוטט על ידי

[1] Ranjan Modak ו-S. Aravinda, "תיאור לא הרמיטי של איפוס קוונטי חד", arXiv: 2303.03790, (2023).

[2] Tajron Jurić ו Hrvoje Nikolić, "מדידה קוונטית פסיבית: זמן הגעה, אפקט זינו קוונטי וכשל מהמר", arXiv: 2207.09140, (2022).

הציטוטים לעיל הם מ- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2023-03-30 12:56:20). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

לא ניתן היה להביא נתונים מצוטטים על ידי קרוסרף במהלך ניסיון אחרון 2023-03-30 12:56:18: לא ניתן היה להביא נתונים שהובאו עבור 10.22331 / q-2023-03-30-968 מקרוסרף. זה נורמלי אם ה- DOI נרשם לאחרונה.

בול זמן:

עוד מ יומן קוונטים