Kolaps funkce Wavefunction

V některých interpretacích kvantové mechaniky je kolaps vlnové funkce jedním ze dvou procesů, kterými se kvantové systémy zjevně vyvíjejí podle zákonů kvantové mechaniky. Nazývá se také kolaps stavového vektoru nebo redukce vlnového paketu. Realita kolapsu vlnové funkce byla vždy diskutována, tj. zda se jedná o základní fyzikální jev sám o sobě (který může ještě vzniknout z teorie všeho) nebo jen epifenomén jiného procesu, jako je kvantová dekherence). V posledních desetiletích získal názor na kvantovou dekherenci popularitu.

V době, kdy John von Neumann napsal své slavné pojednání Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik v roce 1932, fenomén „vlnové funkce kolaps“ byl ubytován do matematické formulace kvantové mechaniky tím, že postuluje, že tam byly dva procesy vlnové funkce změny:

Obecně platí, že kvantové systémy existují v superpozicích těch základních stavů, které nejvíce odpovídají klasickým popisům, a — když nejsou měřeny nebo pozorovány, vyvíjejí se podle časově závislé Schrödingerovy rovnice, relativistické kvantové teorie pole nebo nějaké formy kvantové gravitace nebo teorie strun, což je proces (2) zmíněný výše. Nicméně, když se vlnová funkce zhroutí — proces (1) — z pohledu pozorovatele se zdá, že stav „přeskočí“ nebo „přeskočí“ jen do jednoho ze základních stavů a jednoznačně získá hodnotu měřené vlastnosti, , která je spojena s tímto konkrétním základním stavem. Po zhroucení se systém začne znovu vyvíjet podle Schrödingerovy rovnice nebo nějaké ekvivalentní vlnové rovnice.

Proto v experimentech, jako je experiment s dvojitou štěrbinou, každý jednotlivý foton dorazí do diskrétního bodu na obrazovce, ale jak se hromadí více a více fotonů, tvoří celkově interferenční obrazec.

Existence vlnové funkce kolaps je vyžadován v

Na druhou stranu, kolaps je považován za nadbytečný nebo jen volitelná aproximace v

Doporučujeme:  Historie umělé inteligence

Shluk jevů popsaný kolapsem funkce výrazové vlny je zásadním problémem ve výkladu kvantové mechaniky známým jako problém měření. Problém není ve skutečnosti konfrontován s kodaňskou interpretací, která jednoduše předpokládá, že se jedná o zvláštní charakteristiku „měřicího“ procesu. Everettova mnohosvětová interpretace se tím zabývá tím, že se zbavuje kolapsu-procesu, čímž se přeformuluje vztah mezi měřicím přístrojem a systémem tak, že lineární zákony kvantové mechaniky jsou univerzálně platné, to znamená, že jediný proces, podle kterého se kvantový systém vyvíjí, je řízen Schrödingerovou rovnicí nebo nějakým relativistickým ekvivalentem. Často spojený s mnohosvětovou interpretací, ale neomezuje se jen na ni, je fyzikální proces dekherence, který způsobuje zdánlivý kolaps. Deherence je také důležitá pro interpretaci založenou na Konzistentní historii.

Povšimněte si, že obecný popis vývoje kvantově mechanických systémů je možný pomocí operátorů hustoty a kvantových operací. V tomto formalismu (který úzce souvisí s C*-algebraickým formalismem) kolaps vlnové funkce odpovídá neaunitární kvantové operaci.

Všimněte si také, že fyzikální význam připisovaný vlnové funkci se liší od interpretace k interpretaci, a dokonce i v rámci interpretace, jako je Kodaňská interpretace. Pokud vlnová funkce pouze kóduje znalosti pozorovatele o vesmíru, pak kolaps vlnové funkce odpovídá přijetí nové informace – to je poněkud analogické se situací v klasické fyzice, až na to, že klasická „vlnová funkce“ nemusí nutně dodržovat vlnovou rovnici. Pokud je vlnová funkce fyzicky reálná, v určitém smyslu a do určité míry, pak kolaps vlnové funkce je také vnímán jako reálný proces, ve stejné míře. Jedním z paradoxů kvantové teorie je, že vlnová funkce se zdá být více než jen informace (jinak se interferenční efekty těžko vysvětlují) a často méně než reálná, protože kolaps se zdá být rychlejší než světlo a spouštěný pozorovateli.