Определяется ли волновая функция электрона во время испускания фотона

Я слышал термин «квантовый скачок» для описания (мгновенного?) перехода с орбиты с более высокой энергией на орбиталь с более низкой энергией. Тем не менее, я понимаю, что это время перехода теперь было определено количественно в некоторых экспериментах.

Значит, это не скачок? Определена ли волновая функция электрона во время этого перехода?

Комментарий к вопросу (v1): Чтобы сфокусировать вопрос, было бы здорово, если бы вы могли включить ссылку либо на то, где вы узнали об этом, либо на количественные эксперименты.

Ответы (2)

Если две в остальном независимые системы взаимодействуют в течение короткого времени, то они имеют определенное состояние до и после взаимодействия, но не во время него. Во время взаимодействия только совместная система, состоящая из обоих, имеет четко определенное состояние и эволюцию (в тензорном произведении двух пространств состояний).

Эта совместная эволюция начинается с psi_1 тензора psi_2 и заканчивается суперпозицией многих из них, одна из которых будет реализована с вероятностью, вычисленной по правилу Борна.

Прежде чем взаимодействие будет завершено и Природа сделает выбор, какой результат произвести, остается только суперпозиция. Ни одна из возможностей, участвующих в суперпозиции, не определена до завершения взаимодействия и последующего коллапса последовательности (из-за взаимодействия с окружающей средой), поэтому присвоение волновых функций в течение этого времени совершенно произвольно и, следовательно, ложно.

В частности, это касается квантового скачка. Система имеет четко определенные состояния до и после скачка, но во время скачка имеет смысл только состояние более крупной системы, включающей хотя бы несколько степеней свободы от электромагнитного поля.

Значит, это не скачок? Определена ли волновая функция электрона во время этого перехода?

Позволять | ψ + ⟩ и | ψ − ⟩ волновые функции электрона до и после квантового переноса. Таким образом, у вас есть суперпозиция волновых функций

| Ψ ⟩ "=" а ( т ) | ψ + ⟩ + б ( т ) | ψ − ⟩ и мы знаем, что норма этой суперпозиции должна быть равна 1. Мы также можем предположить

| Ψ т "=" 0 ⟩ "=" | ψ + ⟩

и

| Ψ т "=" Т ⟩ "=" | ψ − ⟩

В связи с ограничением ‖ | Ψ ⟩ ‖ "=" 1 поэтому мы знаем, что а ( т ) 2 + б ( т ) 2 "=" 1 ⇒ б ( т ) 2 "=" 1 − а ( т ) 2

В случае «скачка» функции a, b являются ступенчатыми. Но вместо шага идет любая функция, для которой а ( т ) 2 + б ( т ) 2 "=" 1 . Это может быть sin и cos, например, но есть и другие.

Вот оно: волновая функция электрона в переходном состоянии представляет собой суперпозицию волновых функций до и после перехода, взвешенную с помощью передаточной функции. Чтобы определить точную природу передаточной функции, нужно погрузиться в КЭД.

Значит ли это, что «вы имеете суперпозицию волновых функций» априори оправдано? В противном случае вы в основном даете ответ в этот момент. С другой стороны, я действительно не знаю определения «квантового скачка», поскольку я ожидал, что ответ будет включать процесс наблюдения.
@NickKidman: С точки зрения КЭД волновая функция частицы представляет собой суперпозицию всех возможных состояний, в которых она может находиться в любой момент времени, и что изменяется, так это амплитуды каждой из этих элементарных волновых функций. Также попытайтесь понять «квантовый скачок» как туннельный процесс, в частности, не как туннельный процесс между орбитальными состояниями, а как туннелирование в свободный электрон, заимствование энергии у виртуального фотона, затем туннелирование обратно в более низкое энергетическое состояние, возвращая энергию. к виртуальному фотону и испуская разницу как реальный фотон.
Также абстракция частицы, находящейся только в чистом состоянии, является математической идеализацией. На практике каждая реальная волновая функция является суперпозицией. Все те поправки, которые встречаются в КЭД и КХД, есть не что иное, как вклады дополнительных накладывающихся волновых функций в идеальное, чистое состояние простой модели.
Является ли в КЭД интерференция Phi+ и Phi- во время перехода в том смысле, что она создает исходящий пакет фотонов?
@sonardude: Вау, хороший вопрос. Честно говоря, я еще не рассматривал эту проблему. Должен также признать, что я «всего лишь» экспериментатор. Но в следующий раз, когда у меня будет возможность поговорить с кем-нибудь из группы теории КЭД, я затрону его или ее мозги по этому поводу. Но я не удивлюсь, если вы оцените интерференцию волновых функций, вы увидите некоторые колебания в потоке вероятности, которые будут действовать как излучатель фотона.
Почему, спасибо. Я думаю, что форма a(t) и b(t) повлияет на размер и форму пакета фотонов. Дайте мне знать.
-1: (извините) У вас нет суперпозиции двух состояний, они не суперпозиции --- они запутаны с уходящим фотонным состоянием. Их относительная фаза не имеет смысла. Этот ответ совершенно неверен.
@RonMaimon: Вы понимаете, что запутанность — это состояние суперпозиции? Измерение одной из запутанных частиц приводит к коллапсу ее волновой функции, а значит, и к коллапсу волновой функции другой частицы в состояние, ортогональное этому. Также каждое чистое состояние можно тривиально описать как суперпозицию всех возможных состояний, свернутую с дельта-функцией, расположенной в этом конкретном чистом состоянии (а в природе нет такой вещи, как чистое состояние, это просто идеализированная картина).
@datenwolf: Волновая функция - это не только сумма состояний атомов. Это суперпозиция состояния |1> и состояний |0,k>, где k — непрерывный параметр импульса уходящего фотона. Волновая функция представляет собой одно комплексное число psi_1 и одну комплексную функцию от k psi_0(k). Это не два комплексных числа. Ничто из того, что вы сказали выше, не меняет этого, и этот ответ по-прежнему совершенно неверен. Чтобы было ясно, a — это нормально, но b должно быть функцией k, а условие унитарности включает в себя и интеграл по b.
Во время перехода (и его причины) происходит динамика, а это означает, что этот ответ слишком упрощен.
Определяется ли волновая функция электрона во время испускания фотона
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v