Это новое открытие Minev et al. кажется, предполагает, что переходы между атомными состояниями не являются мгновенными, а непрерывными процессами, в которых суперпозиция плавно настраивается от предпочтения одного состояния к другому (если я правильно понимаю). Авторы также утверждают, что могут поймать систему «в середине прыжка» и обратить ее вспять. Популярные статьи здесь и *здесь .
Мне любопытно, исключает ли это открытие какие-либо интерпретации КМ. Кажется, что в целом это противоречит копенгагенской позиции, которая описывает измерения как коллапс физических систем в определенное классическое состояние. В популярных статьях действительно утверждается, что основатели QM были бы удивлены новым открытием.
В ссылке со звездочкой упоминается, что нечто, называемое «теорией квантовых траекторий», предсказывает то, что наблюдалось. Это интерпретация или теория? И они подразумевают, что другие интерпретации/теории не работают?
Статья о «квантовом скачке» демонстрирует интересную и новую экспериментальную технику. Однако в ней абсолютно ничего не говорится об интерпретации квантовой механики. Он согласуется со всеми правильными интерпретациями, включая Копенгагенскую интерпретацию.
Когда квантовая система переходит между двумя состояниями, скажем к , полная временная зависимость квантового состояния выглядит как
Сами авторы подчеркивают в своей статье, что найденное ими полностью согласуется со стандартной квантовой механикой. Тем не менее, бесчисленные новостные статьи описывают статью как опровержение «квантовых скачков», что доказывает ошибочность копенгагенской интерпретации и правоту бомовской механики. Абсолютно ничего в этом нет правды.
Основная проблема заключается в том, что popsci исходит из понятия «квантовых скачков», что само по себе неверно. Как говорится в популярных статьях и книгах, квантовая механика подобна классической механике, но частицы могут таинственным образом, случайным образом и мгновенно телепортироваться. Квантовая механика ничего подобного не говорит. Эта история — всего лишь костыль, помогающий объяснить, почему квантовые частицы могут вести себя иначе, чем классические, и при этом довольно слабый. ( Здесь я пытаюсь дать некоторую интуицию .) На самом деле ни один физик не верит, что квантовые скачки в этом смысле существуют. Эксперимент действительно показывает, что эта картина неверна, но то же самое делают и тысячи существующих экспериментов.
Причина, по которой даже хорошие поп-издания использовали этот костыль, двояка. Во-первых, основатели квантовой механики действительно имели представление о квантовых скачках. Однако они говорили о другом: о том, что между ними нет квантового состояния. и (которые, например, могут быть уровнями атомной энергии), такие как . Интерполирующие состояния — это просто суперпозиции и . Это стандартный хрестоматийный материал: состояния дискретны, но эволюция во времени непрерывна, так как коэффициенты может непрерывно меняться. Но это различие редко проводится в popsci.
(Честно говоря, в бурном начале « старой квантовой теории » был невероятно короткий период, когда некоторые люди действительно считали квантовые переходы прерывистыми. QM следует воспринимать всерьез; теперь мы знаем лучше.)
Во-вторых, в исходном пресс-релизе исследовательской группы говорилось то же самое о квантовых скачках. Теперь я понимаю, что они пытались сделать. Они хотели дать своей статье о довольно техническом аспекте экспериментальных измерений убедительное изложение. И они не сказали ничего технически неправильного в своем пресс-релизе. Но они должны были знать, что их кадры в основном просили, чтобы их неверно истолковали, чтобы их работа выглядела более революционной, чем она есть на самом деле.
Есть очень наивная интерпретация квантовой механики, которую я назову «тупым Копенгагеном». В немом Копенгагене все прекрасно развивается по уравнению Шредингера, но когда любая система атомарного масштаба взаимодействует с любой более крупной системой, ее состояние мгновенно «рушится». Этот эксперимент действительно противоречит немому Копенгагену, но он далеко не первый; физики знали, что тупой Копенгаген не работает 50 лет. (Честно говоря, во вводных учебниках он используется как костыль, чтобы не рассказывать слишком много о процессе измерения.) Мы знаем, что процесс измерения тесно связан с декогеренцией, которая совершенно непрерывна. Копенгаген и, скажем, многие миры просто расходятся в том, как относиться к ветвям суперпозиции, которые полностью декогерентировались.
Другая проблема заключается в том, что сторонники бомовской механики, кажется, цепляются за каждый новый экспериментальный результат и называют его доказательством того, что только их интерпретация верна, даже если она полностью совместима со стандартной КМ. Для физиков бомовская механика — это серия уродливых и сложных хаков, примерно в десять раз более плохих, чем эфир, поэтому она заняла последнее место в опросе исследователей, работающих в области квантовых основ. Но многим другим это очень нравится. Например, философы, предпочитающие реалистические интерпретации квантовой механики, любят ее, потому что она позволяет им сказать, что квантовая механика — это «на самом деле» классическая механика (что на самом деле неверно даже в бомовской механике), и, следовательно, избежать борьбы с последствиями квантовой механики. правильный. (Я немного больше разглагольствую об этом здесь .
Квантовая механика — одна из самых надежных и успешных структур, которые мы когда-либо разрабатывали. Если вы слышите какую-либо новостную статью, в которой говорится, что что-то фундаментальное изменилось в нашем понимании этого, есть вероятность 99,9%, что это неправильно. Не верьте всему, что читаете!
Да, очень.
Квантовая теория основана на двух постулатах фон Неймана: (1) эволюции (что квантовое состояние эволюционирует во времени в соответствии с уравнением Шредингера) и (2) проекции (что результат измерения величины в квантовом состоянии является одним из собственные значения оператора этой величины с преобразованием состояния в соответствующее собственное состояние — все в соответствии с правилом Борна). Это "квантовый скачок".
Существуют разные интерпретации квантовой теории; и все они основаны на том, как они трактуют, интерпретируют, объясняют или объясняют Правило Борна. Каждая интерпретация может по-разному подходить к вопросу о том, что/когда/где происходит Правило Борна (или что/когда/где происходит то, что должно заменить Правило Борна). Это особенно касается интерпретаций объективного коллапса и отсутствия коллапса.
Эксперимент дает возможность понять, что может стать общим методом исследования коллапса правила Борна даже в середине процесса, на разных стадиях, и, возможно, даже для реконструкции его динамики. Это значительно прояснит вопрос о том, какая интерпретация является правильной.
Две самые важные вещи, которые вытекают из этого, — это способность предвидеть коллапс и появление того, что выглядит как порог обратимости, за которым событие, связанное с Правилом рождения, становится необратимым.
Еще одно преимущество, которое может быть получено в результате экспериментов по зондированию в середине коллапса, заключается в том, что они могут достаточно хорошо прояснить проблему, чтобы позволить ответить на (все еще остающийся без ответа) вопрос о том, что означала картина Гейзенберга о правиле Борна (или альтернативах). заменить его) есть? Или, в более общем смысле: какова картина Гейзенберга в различных интерпретациях. Это существенный пробел в литературе по этим двум вопросам!
Стефан Ролланден