Wanneer arriveert een deeltje?

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Simone Roncallo^1,2, Krzysztof Sacha³ en Lorenzo Macconé^1,2

¹Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Pavia, Via Agostino Bassi 6, I-27100, Pavia, Italië
²INFN Sezione di Pavia, Via Agostino Bassi 6, I-27100, Pavia, Italië
³Instytut Fizyki imienia Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński, profesora Stanisława Łojasiewicza 11, PL-30-348 Krakau, Polen

Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.

Abstract

We vergelijken de voorstellen die in de literatuur zijn verschenen om een meting van de aankomsttijd van een kwantumdeeltje bij een detector te beschrijven. We laten zien dat er meerdere regimes zijn waar verschillende voorstellen ongelijke, experimenteel onderscheidbare voorspellingen geven. Deze analyse maakt de weg vrij voor toekomstige experimentele tests.

Wanneer komt een deeltje aan? PlatoBlockchain-gegevensintelligentie. Verticaal zoeken. Ai.

Uitgelichte afbeelding: een deeltje geprepareerd in een superpositie van twee Gaussische golfpakketten. Wanneer de pakketten elkaar overlappen in de buurt van de detector, wordt interferentie op het tijdstip van aankomst waargenomen.

Populaire samenvatting

Metingen van tijd zijn problematisch in de kwantummechanica, aangezien tijd, in tegenstelling tot positie en momentum, niet wordt beschreven door een waarneembaar. Simpele vragen als "Wanneer arriveert een deeltje bij een detector?" zijn moeilijk te behandelen. In de literatuur is dit het aankomsttijdprobleem. Er zijn verschillende oplossingen overwogen, meestal gegroepeerd in drie hoofdbenaderingen: de axiomatische constructie van Kijowski, de kwantumflux en de kwantumklokvoorstellen. Ze leiden echter allemaal tot verschillende voorspellingen!

We identificeren realiseerbare regimes voor het experimenteel onderscheiden van deze benaderingen. Onze resultaten laten zien dat er discrepanties optreden in sterk kwantumregimes, namelijk wanneer het deeltje kwantuminterferentie vertoont in de tijd van aankomst: destructieve interferentie op momenten dat het minder waarschijnlijk is dat het deeltje wordt gedetecteerd, constructieve interferentie wanneer detectie waarschijnlijker is.

► BibTeX-gegevens

@article{Roncallo2023whendoesparticle, doi = {10.22331/q-2023-03-30-968}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-30-968}, title = {When does komt er een deeltje aan?}, auteur = {Roncallo, Simone en Sacha, Krzysztof en Maccone, Lorenzo}, tijdschrift = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, uitgever = {{Verein zur F{“{o} }rderung van Open Access-uitgevers in de Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, pagina's = {968}, maand = mrt, jaar = {2023} }

► Referenties

[1] W. Pauli, Algemene principes van kwantummechanica (Springer, 1980).
https://doi.org/10.1007/978-3-642-61840-6

[2] N. Vona en D. Dürr, De rol van de kansstroom voor tijdmetingen, in The Message of Quantum Science: Attempts Towards a Synthesis, onder redactie van P. Blanchard en J. Fröhlich (Springer, 2015) Hfdst. 5.
https://doi.org/10.1007/978-3-662-46422-9_5

[3] RP Feynman en AR Hibbs, kwantummechanica en padintegralen (McGraw-Hill, 1965).

[4] S. Das en W. Struyve, Vraagtekens bij de geschiktheid van bepaalde kwantumaankomsttijdverdelingen, Phys. Rev. A 104, 042214 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.104.042214

[5] Y. Aharonov en D. Bohm, Tijd in de kwantumtheorie en de onzekerheidsrelatie voor tijd en energie, Phys. 122, 1649 (1961).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.122.1649

[6] N. Grot, C. Rovelli en RS Tate, aankomsttijd in de kwantummechanica, Phys. Rev. A 54, 4676 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.4676

[7] EA Galapon, F. Delgado, JG Muga en IL Egusquiza, Overgang van discrete naar continue aankomsttijdverdeling voor een kwantumdeeltje, Phys. Rev. A 72, 042107 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.72.042107

[8] J. Kijowski, Over de tijdoperator in de kwantummechanica en de onzekerheidsrelatie van Heisenberg voor energie en tijd, Rep. Math. Fysiek. 6, 361 (1974).
https://doi.org/10.1016/S0034-4877(74)80004-2

[9] V. Delgado en JG Muga, Aankomsttijd in de kwantummechanica, Phys. Rev. A 56, 3425 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.56.3425

[10] A. Ruschhaupt en RF Werner, kwantummechanica van de tijd, in The Message of Quantum Science: Pogingen tot een synthese, onder redactie van P. Blanchard en J. Fröhlich (Springer, 2015) Hfdst. 14.
https://doi.org/10.1007/978-3-662-46422-9_14

[11] R. Werner, Schermwaarnemingen in relativistische en niet-relativistische kwantummechanica, J. Math. Fysiek. 27, 793 (1986).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.527184

[12] Y. Aharonov, J. Oppenheim, S. Popescu, B. Reznik en WG Unruh, Meting van de aankomsttijd in de kwantummechanica, Phys. Rev. A 57, 4130 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.4130

[13] T. Jurić en H. Nikolić, Aankomsttijd uit de algemene theorie van kwantumtijdverdelingen, Eur. Fysiek. J.Plus 137, 631 (2022).
https:///doi.org/10.1140/epjp/s13360-022-02854-w

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

[15] Y. Aharonov, S. Popescu en J. Tollaksen, Elk moment van de tijd een nieuw universum, in Quantum Theory: A Two-Time Success Story (Springer, 2014) pp. 21-36.
https://doi.org/10.1007/978-88-470-5217-8_3

[16] C. Rovelli, relationele kwantummechanica, Int. J.Theor. Fysiek. 35, 1637 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1007 / bf02302261

[17] M. Reisenberger en C. Rovelli, Ruimtetijdtoestanden en covariante kwantumtheorie, Phys. Rev.D 65, 125016 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevd.65.125016

[18] DN Page en WK Wootters, Evolutie zonder evolutie: dynamiek beschreven door stationaire waarnemingen, Phys. Rev. D 27, 2885 (1983).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.27.2885

[19] L. Maccone en K. Sacha, Kwantummetingen van tijd, Phys. Eerwaarde Lett. 124, 110402 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.110402

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

[21] R. Brunetti, K. Fredenhagen en M. Hoge, Tijd in de kwantumfysica: van een externe parameter tot een intrinsiek waarneembaar, gevonden. Fysiek. 40, 1368-1378 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10701-009-9400-z

[22] S. Das en D. Dürr, Aankomsttijdverdelingen van spin-1/2-deeltjes, Sci. Rep. 9, 2242 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41598-018-38261-4

[23] CR Leavens, Tijd van aankomst in kwantum- en Bohmiaanse mechanica, Phys. Rev. A 58, 840 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.58.840

[24] A. Ananthaswamy, Kunnen we de kwantumvluchttijd meten?, Sci. Ben. 326, 1 (2022).

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

[26] G. Muga, A. Ruschhaupt en 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, EW Hagley, J. Wen, R. Lutwak, K. Helmerson, SL Rolston en WD Phillips, Coherent splitsen van Bose-Einstein gecondenseerde atomen met optisch geïnduceerde bragg diffractie, Phys. Eerwaarde 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 en W. von Klitzing, Hypersonic Bose-Einstein condensates in accelerator rings, Nature 570, 205 (2019) .
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1273-5

[29] CR Leavens, Ruimtelijke non-lokaliteit van de "standaard" aankomsttijdverdeling, Phys. Lett. A 338, 19 (2005a).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2005.02.022

[30] CR Leavens, Over de "standaard" kwantummechanische benadering van aankomsttijden, Phys. Lett. Een 303, 154 (2002).
https://doi.org/10.1016/S0375-9601(02)01239-2

[31] S. Das en M. Nöth, Aankomsttijden en spoorinvariantie, Proc. R Soc. EEN: Wiskunde. Fysiek. Eng. Wetenschap. 477, 2250 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2021.0101

[32] IL Egusquiza, JG Muga, B. Navarro en A. Ruschhaupt, commentaar op: "Over de standaard kwantummechanische benadering van aankomsttijden", Phys. Lett. Een 313, 498 (2003).
https://doi.org/10.1016/S0375-9601(03)00851-X

[33] CR Leavens, Reageer op Commentaar op: “Over de 'standaard' kwantummechanische benadering van aankomsttijden” [Phys. Lett. A 313 (2003) 498], Phys. Lett. Een 345, 251 (2005b).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2005.08.004

[34] AJ Bracken en GF Melloy, Probability backflow en een nieuw dimensieloos kwantumgetal, J. Phys. EEN: Wiskunde. Theor. 27, 2197 (1994).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/27/6/040

[35] KV Kuchar, Tijd en interpretaties van kwantumzwaartekracht, Int. J Mod. Fysiek. D20, 3 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0218271811019347

[36] J. Leon en L. Maccone, Het bezwaar van Pauli, gevonden. Fysiek. 47, 1597-1608 (2017).
https://doi.org/10.1007/s10701-017-0115-2

[37] BS DeWitt, Kwantumtheorie van de zwaartekracht. I. De canonieke theorie, Phys. 160, 1113 (1967).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.160.1113

[38] M. Porrmann, Deeltjesgewichten en hun desintegratie I, Commun. Wiskunde. Fysiek. 248, 269-304 (2004).
https://doi.org/10.1007/s00220-004-1092-9

[39] R. Gambini en J. Pullin, De oplossing voor het probleem van tijd in de kwantumzwaartekracht lost ook het aankomsttijdprobleem in de kwantummechanica op, New J. Phys. 24, 053011 (2022).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ac6768

Geciteerd door

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

[2] Tajron Jurić en Hrvoje Nikolić, "Passieve kwantummeting: aankomsttijd, kwantum Zeno-effect en gokfout", arXiv: 2207.09140, (2022).

Bovenstaande citaten zijn afkomstig van SAO / NASA ADS (laatst bijgewerkt met succes 2023-03-30 12:56:20). De lijst is mogelijk onvolledig omdat niet alle uitgevers geschikte en volledige citatiegegevens verstrekken.

Kon niet ophalen Door Crossref geciteerde gegevens tijdens laatste poging 2023-03-30 12:56:18: kon niet geciteerde gegevens voor 10.22331 / q-2023-03-30-968 niet ophalen van Crossref. Dit is normaal als de DOI recent is geregistreerd.

Dit artikel is gepubliceerd in Quantum onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationaal (CC BY 4.0) licentie. Het auteursrecht blijft berusten bij de oorspronkelijke houders van auteursrechten, zoals de auteurs of hun instellingen.

Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
Bron: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-03-30-968/

Tijdstempel: 30 maart 2023

Tijdstempel: 28-2024-XNUMX

Wanneer arriveert een deeltje?

Heruitgegeven door Plato

Abstract

Populaire samenvatting

► BibTeX-gegevens

► Referenties

Geciteerd door

Meer van Quantum Journaal

Over tests van de kwantumaard van zwaartekrachtinteracties in aanwezigheid van niet-lineaire correcties van de kwantummechanica

Simulatie van ijktheorieën met variabele kwantum-eigensolvers in supergeleidende microgolfholtes

Een volledig op circuits gebaseerd kwantumalgoritme voor aangeslagen toestanden in de kwantumchemie

Resonante kanalen voor amplitudedemping op meerdere niveaus

Kwantummanipulatie van een mechanisch systeem met twee niveaus

Een kwantumlogische poort voor vrije elektronen

Paginacurven en typische verstrengeling in lineaire optica

Verliestolerante architectuur voor kwantumcomputers met kwantumzenders

Over Ons

Verticaal zoeken & Ai

Platform

Blijf verbonden

Account