Декогеренция и коллапс

Вы много задаете, потому что эти вопросы очень глубокие и требуют очень хорошего понимания математических понятий и их физического смысла.

Тем не менее, декогеренция является важным аспектом перехода от квантового к классическому, потому что она показывает, как окружающая среда может разрушить точно определенное фазовое соотношение между различными компонентами суперпозиции. Без четко определенного фазового соотношения компоненты не могут интерферировать, а складываются классически (в смысле классических распределений вероятностей).

Часто утверждают, что декогерентность также описывает коллапс волновой функции и появление классических вероятностей результатов измерения. Это неверно, поскольку декогерентное состояние по-прежнему описывает отдельное состояние глобальной системы, а не совокупность результатов измерений. Некоторые затем утверждают, что он не обязательно должен описывать ансамбль, если он динамически неотличим от него. Этот аргумент применим только в том случае, если вы принимаете постулаты измерения, которые позволяют описывать ансамбль тем же математическим описанием, что и декогерентное состояние. Но если вы так рассуждаете, то результат измерения создал постулат измерения, а не декогерентность. И результат измерения был бы таким же даже до того, как состояние декогерентизировалось, если бы вы применяли постулат измерения раньше,

Другой распространенный аргумент состоит в том, что декогерентность объясняет коллапс (относительного) состояния вместе с ветвлением состояний интерпретации многих миров. Хотя это позволяет реально построить ансамбль миров из одного состояния и, следовательно, поддерживает приведенные выше аргументы, оно не дает правильных вероятностей для объяснения коллапса состояния в смысле постулата измерения. Есть и другие проблемы с определением правильных ветвей.

Суть в том, что декогеренция, безусловно, является важным аспектом макроскопического перехода, но это не окончательный ответ на проблему измерения.

Декогеренция дает вам смешанное состояние, в котором вы можете считывать вероятности. Но в каждом отдельном случае вы по-прежнему измеряете только один конкретный результат, а не распределение вероятностей. Следовательно, декогеренция не может сказать вам, почему вы всегда измеряете конкретное собственное состояние, она просто воспроизводит правило Борна, говорящее вам, почему вы измеряете собственные состояния с определенными вероятностями. В этом смысле это не решает проблему измерения, потому что оставляет вас в зависании от статистической смеси.

Делайте ежедневные оценки вероятностей.

Какова вероятность того, что человек погибнет, переходя эту дорогу?

Можно иметь компиляцию всех смертей на переходах, возможно, даже привести ее в функциональную форму, и увидеть, что вероятность того, что человек умрет после перехода через дорогу, составляет 1/10000.

Это не означает, что 1/10.000 мертвых и 9.999/10.0 живых. Функция вероятности не описывает какого-либо конкретного человека. Когда наступает смерть, никто не говорит: функция вероятности для этого человека рухнула. Точно так же вероятности, заданные решениями уравнений квантовой механики, являются именно такими. Вероятность . Когда происходит измерение, квантово-механические функции, которые будут описывать будущее вероятностное поведение частицы, изменяются. Это единственное значение краха, ничего эзотерического. Подобно некоторым опросам, проводимым, когда после того, как вы взяли их, выборка, которую вы принадлежите, меняется из-за знаний, полученных вами из вопросов опроса, и вы больше не принадлежите к выборке опроса.

Все идет нормально.

Теперь займемся декогеренцией.

Возьмите большой кристалл, вы могли бы подумать, что это классический предмет, поскольку вы держите его в руке, но вы ошибетесь. Кристалл — одно из самых ярких проявлений лежащего в основе квантово-механического слоя природы. Можно измерить его симметрию различными способами, не разрушая их, например, с помощью рентгеновских лучей. Эти симметрии являются коллективным проявлением фаз, характерных для лежащей в их основе квантово-механической природы, когда каждая маленькая кристаллическая единица когерентно строится друг на друге, чтобы вырасти в большой наблюдаемый кристалл, сохраняющий фазы между молекулами и атомами.

Согласованность можно легко потерять. Возьмите большой молоток и разбейте кристалл в пыль (не делайте этого с алмазом, соль подойдет). В чем разница между кристаллическим состоянием и пылевым состоянием? Масса и атомы те же, но фазы были потеряны, декогерентированы.

Подобным образом вся материя начинается с атомов и молекул с вполне определенными фазами по отношению друг к другу, но обычно эти фазы теряются очень быстро, и декогерентность означает, что, хотя в принципе мы могли бы знать, как одна молекула воды квантово-механически связана с другой молекулой воды, На расстоянии сантиметра сложность проблемы такова, что проблема становится статистической, с квантовой статистической механикой для начала и в больших масштабах с классической статистической механикой с ее классическими распределениями вероятностей, отвечающими на вопросы о материи. Только в особых случаях, таких как кристаллы , сверхпроводимость , сверхтекучесть , лежащие в их основе квантовые фазы строятся вместо того, чтобы превращаться в некогерентную массу.

Теперь измерение:

Все, что мы измеряем, поступает в наше понимание через большое количество посредников, под посредником понимается посредник, который представляет собой математическую функцию (необходимую для физических наблюдений), которая деконволюцирует базовое взаимодействие (которое является квантово-механическим) до уровня, который может воспринять наш мозг. Пример: аннигиляция основного протона антипротона протона в пузырьковой камере. Не обращая внимания на то, что это видят наши глаза, математический путь таков: измерить кривизну, разложить на импульсы, массы, подогнать гипотезу к сохранению энергии и импульса, найти полную энергию = массу двух протонов. решить: протон антипротон аннигиляция. Все эти процессы являются классическими, но мы приходим к квантово-механическому измерению. На мой взгляд, все измерения классические, но при деконволюции до квантового уровня измерение = зарегистрированное взаимодействие. В чем проблема?

возьмем систему, изначально не коррелированную с окружающей средой, причем обе они находятся в чистых состояниях. Он взаимодействует с окружающей средой, образуя запутанное состояние. Выполнение частичной трассировки среды приводит к смешанной матрице состояний для системы с почти нулевыми недиагональными элементами.

Проблема в том, что мы можем перевернуть как среду, так и систему так, что запутанность исчезнет, ​​что приведет к повторной когерентности . Это ключевой момент; декогерентность в настоящем может быть отменена рекогерентностью в будущем . Конечно, если вы согласны с модальной интерпретацией, в этом нет ничего страшного, но копенгагенцам придется сказать вам, что нет, вы должны быть Единственным и Единственным наблюдателем, и должны сначала ждать вечность вне вселенной, и вы также должны быть бесконечны.

Предположим, что система имеет N эффективных степеней свободы. Тогда декогерентная матрица плотности может иметь ранг, экспоненциальный по N. Расстояние между ее собственными значениями может быть экспоненциально малым. Теперь экспоненциально малый для всех практических целей FAPP равен нулю. Итак, FAPP, мы имеем собственные пространства огромной размерности. Не существует единственного базисного разложения этих собственных пространств. Итак, выбор базиса, совместимого с декогеренцией, далеко не однозначен . Это проблема предпочтительного базиса . Некоторые из этих декогерентных основ далеки от квазиклассических . Простой декогеренции недостаточно , чтобы выбрать квазиклассический базис .