Что такое квантовая система?

[epros]

Munin в сообщении #746513 писал(а):

Да, это так (в отличие от того, что вы сказали раньше).

То, что я сказал раньше, никак сказанному сейчас не противоречит.

Munin в сообщении #746513 писал(а):

Затем, что именно стандартность этой интерпретации здесь и обсуждается: она остаётся предположением, а не доказана из первых принципов.

Ну ну. Вот только на основании этого «предположения» почему-то уже почти сотню лет экспериментально проверяют самые разнообразные теоретические модели. В некотором смысле и то, что форма Земли близка к шару, можно обозвать «предположением»… Но не слишком ли это попахивает демагогией?

Munin в сообщении #746513 писал(а):

epros в сообщении #746473 писал(а):

«Усреднение классического описания» — это не классическое описание.

А какое, квантовое, что ли?

Неполное. «Отсутствие чёткого описания».

Munin в сообщении #746513 писал(а):

Откройте учебник по статфизике.

Спасибо за мудрый и на редкость полезный совет. Если я назову это спамом, Вы, наверное, опять будете беситься?

[Aer]

epros в сообщении #746534 писал(а):

Munin в сообщении #746513 писал(а):

Откройте учебник по статфизике.

Спасибо за мудрый и на редкость полезный совет. Если я назову это спамом, Вы, наверное, опять будете беситься?

Реплика участника Munin не слишком содержательна, ответ участника epros не слишком вежлив. Призываю не допускать эскалации, а с этой целью избегать подобных выражений.

[VladimirKalitvianski]

Munin в сообщении #746513 писал(а):

Эта ваша фантазия, повторяю, не доказана.

А я думал, что в ЛЛ III это показано при введении матрицы плотности. Наверное ЛЛ двоечники.

[Munin]

epros в сообщении #746534 писал(а):

То, что я сказал раньше, никак сказанному сейчас не противоречит.

А кроме противоречий между произнесёнными высказываниями, противоречия с внешними фактами вы не учитываете?

epros в сообщении #746534 писал(а):

Ну ну. Вот только на основании этого «предположения» почему-то уже почти сотню лет экспериментально проверяют самые разнообразные теоретические модели. В некотором смысле и то, что форма Земли близка к шару, можно обозвать «предположением»… Но не слишком ли это попахивает демагогией?

Демагогией попахивает ваша некорректная аналогия.

epros в сообщении #746534 писал(а):

Неполное. «Отсутствие чёткого описания».

Вот так и говорите - не полное классическое. Я не против. Я и не говорил, что полное. Но классическим от этого оно быть не перестаёт.

epros в сообщении #746534 писал(а):

Если я назову это спамом, Вы, наверное, опять будете беситься?

Нет, я всего лишь пожалуюсь модератору. Много чести.

-- 16.07.2013 20:08:33 --

VladimirKalitvianski в сообщении #746555 писал(а):

А я думал, что в ЛЛ III это показано при введении матрицы плотности. Наверное ЛЛ двоечники.

Нет, наверное, это вы двоечник, если не смогли понять простого параграфа ЛЛ-3. Смесь у них получается, но для другого случая.

[epros]

Munin в сообщении #746563 писал(а):

Вот так и говорите - не полное классическое. Я не против. Я и не говорил, что полное. Но классическим от этого оно быть не перестаёт.

Когда говорится, что кот с равной вероятностью жив или мёртв, то это всё равно что ничего в классическом смысле не сказать. Классическое описание состояния кота к вероятностям отношения не имеет. Предлагаю статфизику сюда не приплетать.

Может не будем углубляться в обсуждение смысла букв, а постараемся придерживаться сути вопроса: По каким причинам макроскопические тела не задерживаются в суперпозиции?

[VladimirKalitvianski]

Munin в сообщении #746563 писал(а):

Нет, наверное, это вы двоечник, если не смогли понять простого параграфа ЛЛ-3. Смесь у них получается, но для другого случая.

Как раз для такого случая - сложную систему с мелкими уровнями энергии практически невозможно изолировать, поэтому она не будет в чистом состоянии или суперпозиции чистых состояний, а будет в смешанном состоянии, а постоянный обмен энергией ведет эффективно к усреднению, что гораздо ближе к классике. В конце концов, мы наблюдаем макроскопические тела при помощи света, что есть обмен энергией.

[Formalizator]

Имеется магнит Штерна-Герлаха и два детектора. Частица (величина спина 1/2) со спином вверх, пролетев через этот магнит, вызывает срабатывание детектора №1. Частица со спином вниз, пролетев через этот магнит, вызывает срабатывание детектора №2. Если в этот магнит направить частицу со спином вправо (её вектор состояния - линейная комбинация нормированных векторов состояний "спин вверх" и "спин вниз" с коэффициентами с одинаковым модулем), казалось бы, должна возникнуть суперпозиция срабатываний детектора №1 и детектора №2. Если срабатывание детектора №1 приводит к перемещению макроскопического шара в коробку №1, а срабатывание детектора №2 - к перемещению этого шара в коробку №2, то частица со спином вправо, казалось бы, должна создать суперпозицию конфигураций "шар в коробке №1" и "шар в коробке №2". Но вместо этого в единичном испытании срабатывает один определённый детектор (может сработать №1 или №2), и шар будет перемещён в соответствующую коробку. Если провести много испытаний, примерно в половине случаев сработает детектор №1, в оставшихся случаях (тоже примерно половина) - детектор №2. Единичная реальная система эволюционирует стохастически. Но квантовая система эволюционирует детерминистически. Отсюда следует, что квантовая система и единичная реальная система - различные объекты.

[VladimirKalitvianski]

Из этого всего лишь следует, что однократного измерения не достаточно, чтобы делать общие суждения о квантовой системе. Вам нужно много-много единичных актов, чтобы набрать статистику для надежности суждений. С измерениями так было всегда - и в классической физике, и в квантовой.

И потом, измерение не есть "эволюция".

[Formalizator]

Munin в сообщении #746328 писал(а):

Ещё есть довольно свежее направление (80-е - по настоящее время), под названием декогеренция. Есть надежды, что оно этот орешек расколет.

Декогеренция - обращение практически в нуль недиагональных элементов матрицы плотности открытой системы в "классическом" базисе вследствие взаимодействия с окружением. Объяснить стохастическую селекцию декогеренцией невозможно.

Munin в сообщении #746328 писал(а):

Сейчас есть область экспериментальной физики, называемая мезоскопикой (между макро- и микроскопикой), которая, в частности, пытается ввести в такие состояния суперпозиции как можно более крупные тела, начиная с отдельных атомов и маленьких молекул. Сначала удалось это сделать с молекулами фуллерена (C-60), из более свежих успехов - с целыми вирусами. Это ещё не живая клетка, но уже поразительно много. Такие системы имеют название "коты Шрёдингера", в честь мысленного эксперимента, но не буквально воспроизводя его.

Какими рассуждениями из результатов этих экспериментов выводится утверждение, что исследуемые объекты были в состоянии суперпозиции?

[VladimirKalitvianski]

Formalizator в сообщении #746606 писал(а):

Объяснить стохастическую селекцию декогеренцией невозможно.

Ваша квантовая система (спин 1/2) имеет два собственных вектора, входящих в суперпозицию. При работе только с одним электроном Вы в каждом единичном акте измерения получаете лишь одно значение. Что Вас в этом не устраивает, "стохастичность"? Непредсказуемость, какое состояние получится в результате измерения? Допустим, имелась бы предсказуемость, и что это дало бы? Для получения статистики все равно в каком порядке получены отдельные точки. Среднее значение не различает порядок сложения членов суммы. То есть, для определения коэффициентов суперпозиции этого и не нужно.

Если же Вам хочется получить сразу две точки, то это не возможно с одним электроном в однократном измерении. Надо запускать паралельно пару электронов в двух одинаковых системах и получите две точки.

[Formalizator]

VladimirKalitvianski в сообщении #746610 писал(а):

При работе только с одним электроном Вы в каждом единичном акте измерения получаете лишь одно значение. Что Вас в этом не устраивает, "стохастичность"? Непредсказуемость, какое состояние получится в результате измерения? Допустим, имелась бы предсказуемость, и что это дало бы?

Рассматриваемая проблема не в том, что результат единичного испытания («Какой именно детектор сработает?») теория не может предсказать. Проблема в том, что в реальной системе срабатывает определённый детектор, а в модели с волновыми функциями и матрицами плотности возникает суперпозиция срабатываний различных детекторов (суперпозиция состояний «детектор №1 сработал, детектор №2 не сработал» и «детектор №1 не сработал, детектор №2 сработал»).

[VladimirKalitvianski]

Formalizator в сообщении #746619 писал(а):

VladimirKalitvianski в сообщении #746610 писал(а):

При работе только с одним электроном Вы в каждом единичном акте измерения получаете лишь одно значение. Что Вас в этом не устраивает, "стохастичность"? Непредсказуемость, какое состояние получится в результате измерения? Допустим, имелась бы предсказуемость, и что это дало бы?

Рассматриваемая проблема не в том, что результат единичного испытания («Какой именно детектор сработает?») теория не может предсказать. Проблема в том, что в реальной системе срабатывает определённый детектор, а в модели с волновыми функциями и матрицами плотности возникает суперпозиция срабатываний различных детекторов (суперпозиция состояний «детектор №1 сработал, детектор №2 не сработал» и «детектор №1 не сработал, детектор №2 сработал»).

Нет, суперпозиции детекторов не бывает, так как детектор классическая система. Измеряемые коеффициенты суперпозиции состояний спина относятся к состоянию электрона. Хорошенько промеряв коеффициенты суперпозиции, Вы можете убрать детекторы и дать электрону дальше "эволюционировать", взаимодействовать с чем-нибудь ещё и результаты будут в согласии с измеренным состоянием электрона. Опять таки, согласие в смысле многократных измерений, а не единичного. Единичное и за измерение считать нельзя. И измерение не есть эволюция системы, а получение (сбор) информации о квантовой системе.

[Munin]

epros в сообщении #746573 писал(а):

Когда говорится, что кот с равной вероятностью жив или мёртв, то это всё равно что ничего в классическом смысле не сказать.

Не всё равно. И разумеется, квантовое предсказание гораздо богаче того, чтобы сказать, что "кот с равной вероятностью жив или мёртв". Я помню, у вас в этом месте проблема была.

epros в сообщении #746573 писал(а):

Классическое описание состояния кота к вероятностям отношения не имеет. Предлагаю статфизику сюда не приплетать.

Смотря какое из классических описаний кота. А раз вы статфизики боитесь, то значит, её не знаете

epros в сообщении #746573 писал(а):

Может не будем углубляться в обсуждение смысла букв, а постараемся придерживаться сути вопроса: По каким причинам макроскопические тела не задерживаются в суперпозиции?

Так я же уже сказал: науке это пока не известно! Мне сколько раз повторять придётся?

-- 17.07.2013 00:23:40 --

VladimirKalitvianski в сообщении #746575 писал(а):

Как раз для такого случая - сложную систему с мелкими уровнями энергии практически невозможно изолировать

Это как раз и не доказано.

VladimirKalitvianski в сообщении #746575 писал(а):

а постоянный обмен энергией ведет эффективно к усреднению

И это не доказано.

VladimirKalitvianski в сообщении #746575 писал(а):

что гораздо ближе к классике.

И это - тоже не доказано.

И ничего из этих ваших заявлений в ЛЛ-3 нет. Ландау был честный автор.

Formalizator в сообщении #746606 писал(а):

Декогеренция - обращение практически в нуль недиагональных элементов матрицы плотности открытой системы в "классическом" базисе вследствие взаимодействия с окружением. Объяснить стохастическую селекцию декогеренцией невозможно.

Да, я в курсе. И сам выбор базиса представляет собой проблему. Но декогерентисты - практически единственные ребята, которые этой проблемой сейчас занимаются. И никто не мешает им расширить программу исследований.

-- 17.07.2013 00:28:05 --

Formalizator в сообщении #746588 писал(а):

Отсюда следует, что квантовая система и единичная реальная система - различные объекты.

Поздравляю открытием Америки.

"Единичная реальная система", как вы её называете, это квантовая система + классический детектор. Да, разумеется, это различные объекты. И взаимодействие квантовой системы с классическим детектором имеет свои законы, которые в любом учебнике КМ изложены, и даже я их вам в этой теме называл.

Вывод-то какой?

-- 17.07.2013 00:32:49 --

Formalizator в сообщении #746606 писал(а):

Какими рассуждениями из результатов этих экспериментов выводится утверждение, что исследуемые объекты были в состоянии суперпозиции?

Не рассуждениями, а измерениями.

Можно для объекта, находящегося в состояниях 1 и 2, измерять не только физическую величину "1 или 2", но и другие физические величины, операторы которых являются матрицами Паули (они образуют базис, а в принципе, можно и любые другие). Был бы изготовлен подходящий прибор (вот это не всегда удаётся легко). И если удаётся наблюдать собственное состояние $\sigma_x,$ например (а то, что оно собственное, выясняется по статистике измерений), то можно уверенно сказать, что состояние системы было $\tfrac{1}{\sqrt{2}}\lvert 1\rangle+\tfrac{1}{\sqrt{2}}\lvert 2\rangle$ (с точностью до фазового множителя).

-- 17.07.2013 00:35:19 --

VladimirKalitvianski в сообщении #746610 писал(а):

Что Вас в этом не устраивает, "стохастичность"?

Не несите чушь, вы даже не в курсе терминологии, принятой в области. В отличие от вашего собеседника.

Ознакомьтесь, хотя бы: http://arxiv.org/abs/quant-ph/0312059

[VladimirKalitvianski]

Munin в сообщении #746631 писал(а):

И ничего из этих ваших заявлений в ЛЛ-3 нет. Ландау был честный автор.

Вы так пишете, как будто я обвинил Ландау в нечестности. Передергивание, однако!

Хорошо, посмотрим, что доказано. Если квантовая система сложная, например, двухчастичная, то пара частиц в связанном состоянии обменивается энергией. Возьмем для простоты осциллятор - пара разных частиц, соединенных пружинкой. Такая сложная система может быть описана индивидуальными координатами каждой частицы, от которых зависит их общая волновая функция. Но можно выбрать и "разделенные переменные" - координаты центра масс и относительное расстояние. Движение центра масс и относительное движение могут быть в чистых состояниях: плоская волна и волновая функция осциллятора с приведенной массой. Возьмём такое чистое состояние и посмотрим на отдельные частицы. Каждая из частиц зависит от другой частицы, поэтому, говоря о состоянии одной частицы, не получается ввести волновую функцию одной частицы, а получается матрица плотности из-за обмена энергией между этими частицами. Все то же самое справедливо и для более сложных систем, особенно если не забывать, что излучение и поглощение фотонов есть процесс взаимодействия с окружающей средой. Усредняя по такому взаимодействию, мы получим огрубленное описание только одного нашего макроскопического тела, и огрубление есть описание в терминах матрицы плотности, откуда рукой подать до еще более грубого описания - классического поведения центра масс системы.

-- 16.07.2013, 22:47 --

(Оффтоп)

Munin в сообщении #746631 писал(а):

Не несите чушь, вы даже не в курсе терминологии, принятой в области. В отличие от вашего собеседника.

А Вы в курсе того, в чем я не в курсе? Что это за личные нападки? И слово я взял в кавычки, и вопрос задал для прояснения, а Вы торопитесь про меня, хорошего, писать гадость. Нехорошо! Стыдитесь!

Есть книжка Гриффица об этих делах: Robert Griffiths "Consistent Quantum Theory" (2003), CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS.

[Munin]

VladimirKalitvianski в сообщении #746637 писал(а):

Вы так пишете, как будто я обвинил Ландау в нечестности. Передергивание, однако!

Нет, вы не обвиняли Ландау в нечестности. Но вы приписали ему некоторые из своих фантазий.

VladimirKalitvianski в сообщении #746637 писал(а):

А Вы в курсе того, в чем я не в курсе?

Это видно по тому, что вы не поняли термина.

VladimirKalitvianski в сообщении #746637 писал(а):

Все то же самое справедливо и для более сложных систем

Вот с этого места заканчиваются строгие доказанные результаты, и начинается махание руками. Да, размахивать руками в воздухе и я умею, не хуже вашего. Но строгих доказанных результатов в этой области в науке на данный момент нет.

(Оффтоп)

Хотите прославиться? Докажите их, и опубликуйте в ФизРеве.

Точнее, строгие результаты есть, но более слабые, чем то, что вы пишете.

-- 17.07.2013 01:10:26 --

VladimirKalitvianski в сообщении #746637 писал(а):

Есть книжка Гриффица об этих делах: Robert Griffiths "Consistent Quantum Theory" (2003), CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS.

Спасибо.

-- 17.07.2013 01:22:34 --

VladimirKalitvianski в сообщении #746637 писал(а):

Есть книжка Гриффица об этих делах: Robert Griffiths "Consistent Quantum Theory" (2003), CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS.

К сожалению, это не то. Это так называемая consistent histories интерпретация квантовой механики.