В статье приводится важное для обоснования квантовой механики фотона доказательство релятивистской инвариантности уравнения непрерывности для плотности вероятности обнаружить фотон в конфигурационном пространстве в случае плоских монохроматических волн. Поскольку такого типа волны инициируют возникновение подавляющей части наблюдаемых интерференционных явлений, в частности в опыте Юнга, подчеркивается, что их теоретическое объяснение с точки зрения квантовой механики фотона имеет релятивистки инвариантных характер.
В статье приводится важное для обоснования квантовой механики фотона доказательство релятивистской инвариантности уравнения непрерывности для плотности вероятности обнаружить фотон в конфигурационном пространстве в случае плоских монохроматических волн. Поскольку такого типа волны инициируют возникновение подавляющей части наблюдаемых интерференционных явлений, в частности в опыте Юнга, подчеркивается, что их теоретическое объяснение с точки зрения квантовой механики фотона имеет релятивистки инвариантных характер.
Работа посвящена методике изучения явления квантовой запутанности в курсе квантовой механики для студентов специальности "физика". Показано, что студентам университетов важно знать о квантовой запутанности, являющейся ключевой частью квантовой механики, поскольку она необходима для понимания различных трактовок квантовой механики и будущих технологий, связанных с этой областью. Эксперименты, проведенные на интерферометре Маха-Цендера, являются одним из множества экспериментов, которые убедили физиков в том, что квантовая механика не может быть описана с точки зрения классической механики. В случае изучаемого явления фотон не следует по одной определенной траектории, а должен описываться в терминах квантовой суперпозиции множества траекторий. Предлагается изучение феномена квантовой запутанности после освоения таких тем, как постулаты квантовой механики, уравнение Шредингера, принцип суперпозиции, проблема измерения, а также после решения известных традиционных задач, касающихся квазиклассического случая. Эти темы создают необходимый фон и мотивацию для понимания концепции запутанности и её последствий для квантовых систем. В качестве экспериментальной техники предлагается демонстрация работы самого простого интерферометра Маха-Цендера, изготовленного фирмой LD Didactic GmbH. Для компьютерной демонстрации изучаемого явления используется система компьютерной алгебры Mathematica и продукты фирмы Wolfram. В результате этого становится возможным наглядно показать, что квантовые частицы могут находиться в состоянии суперпозиции, и, таким образом, используемый интерферометр является мощным инструментом для выявления фундаментальной природы квантовой механики.
Рассматриваются общепринятые ключевые понятия копенгагенской интерпретации квантовой механики: волновая функция и ее коллапс, наблюдение. Формулируются три тезиса, уточняющие взаимоотношения понятий волновой функции и наблюдения. Указывается на необходимость проведения границы между волновой функцией как средством описания квантовой системы в абстрактном математическом пространстве и эволюцией квантовой системы в физическом мире. Снимается представление о коллапсе волновой функции в момент наблюдения как о ее разрушении. Предлагаемый подход применяется к анализу классического эксперимента Юнга с двумя щелями. Приводится наглядное объяснение эффекта исчезновения интерференционной картины в эксперименте Юнга при любой попытке наблюдения за траекторией частиц в окрестности щелей. Обсуждается взаимосвязь наблюдения и информации о состоянии квантовой системы. В качестве одного из выводов излагаемого подхода высказывается мнение о парадоксе кота Шредингера.
В статье показано, что применение модели гипотетического Фотона, не обладающего волновыми свойствами, тем не менее, объясняет причину когерентности Фотонов за щелью, отвечает на вопрос о механизме возникновения дифракционных максимумов и указывает на связь интерференционных явлений с квантовыми эффектами. В статье утверждается, что дифракция – это не волновой процесс, а периодический процесс сложения положительных амплитуд. Кроме того, дается объяснение поведению Фотона в пространстве, уточняются принципы относительности движения и особенности энергетического взаимодействия при движении частиц. The paper shows that the application of the model of a hypothetical Photon, which does not possess wave properties, nevertheless, explains the reason for the coherence of Photons behind the slit, answers the question about the mechanism of the appearance of diffraction maxima, and indicates the connection between interference phenomena and quantum effects. The paper argues that diffraction is not a wave process, but a periodic process of addition of positive amplitudes. In addition, an explanation is given for the behavior of the Photon in space, the principles of relativity of motion and the features of energy interaction during the movement of particles are clarified.
Показано, что наряду с эволюционным механизмом изменения волновой функции квантовой частицы волновое уравнение в интегральном виде содержит также и математический механизм, позволяющий описать редукцию волновой функции как физический процесс.Такое описание представлено для процесса пространственной локализации квантовой частицы при измерении её координаты и показано, что в результате взаимодействия квантовой частицы со специфическим макроскопическим объектом измерительным прибором возникает коллапс волновой функции.Математический образ этого физического явления имеет вид мгновенной редукции множества виртуальных траекторий движения квантовой частицы к их подмножеству, определяемому условиями измерения, при возникновении макроскопических изменений в приборе.В традиционной квантовой механике такой редукции должна соответствовать не эволюция вектора состояния в гильбертовом пространстве, а коллапс самого гильбертова пространства.
МЕТОДЫ КВАНТОВОЙ СТАТИСТИКИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ.I Показано, что стандартным задачам теории вероятностей можно поставить в соответствие самосопряженный оператор в гильбертовом пространстве (в конечномерном случае -симме тричную матрицу), ввести понятие энтропии, температуры, а также статистического ансамбля.Ряд общих тождеств для этих величин приводит, в частности, к формулам Купера-Бардина для сверхпроводимости.Строгое доказательство предъявленных асим птотик и их применения будут даны во второй части работы.
Исследуется изоморфизм между формулировками квантовой механики в конечномерном комплексном гильбертовом пространстве и в вещественном кэлеровом пространстве. Это исследование устанавливает прямое соответствие между эрмитовыми операторами в комплексном гильбертовом пространстве и вещественными операторами в кэлеровом пространстве. В рамках этой вещественной формулировки отмечено возникающее свойство спектрального вырождения. Кроме того, показано, что структура кэлерова пространства дает естественное описание составных систем в вещественной квантовой механике.