March 24th, 2017

норма

Что такое pointer states (к предыдущему)

Фундаментальный вопрос квантовой физики - это ее применимость/неприменимость к макрообъектам. Основное понятие квантовой механики - состояние (волновая функция), а основной закон - принцип суперпозиции: если два состояния системы возможны, то возможна и любая их линейная комбинация. Отсюда, в частности, следует "корпускулярно-волновой дуализм": волновое состояние можно построить как суперпозицию состояний с данной координатой, и наоборот, состояние, локализованное в пространстве, можно представить как волновой пакет. Почему в макромире не так? Почему футбольный мяч не наблюдаем в состоянии стоячей волны? И, да, парадокс шредингеровской кошки - он про это (и показывает, что соображениями об очень маленькой длине волны тут не обойдешься).

Decoherence program, предложенная Zurek'ом, Zeh'ом и другими тридцать с чем-то лет назад, говорит: все дело - во взаимодействии с окружением. На шредингеровской кошке рассеиваются молекулы воздуха, загоняя ее в определенное состояние - или живой, или мертвой (в самом крайнем случае, это будут делать фотоны реликтового излучения, от которых в нашем мире никуда не деться). Выживают не любые состояния, а особо устойчивые (Zurek назвал их pointer states). Суперпозиция таких состояний, вообще говоря, неустойчива, что и объясняет классичность достаточно больших объектов. При этом, важно, что для достаточно большой центральной системы pointer states, говоря технически, есть собственные состояния гамильтониана взаимодействия с окружением. Говоря не технически, макроскопические объекты ведут себя как частицы, а не как волны, потому что межатомное взаимодействие зависит главным образом от координат, а не от скоростей.

Так вот, мы построили (см. предыдущую запись) контрпример к этому утверждению. Все сложнее, и почему футбольный мяч не образует стоячую волну, науке опять неизвестно.