Definition von Sekunde und QM

Wikipedia sagt, dass die (neu vorgeschlagene, strengere) Definition einer Sekunde lautet:

Das zweite Symbol s ist die SI-Einheit der Zeit. Sie wird definiert, indem der feste numerische Wert der Cäsiumfrequenz ΔνCs, der ungestörten Grundzustands-Hyperfein-Übergangsfrequenz des Cäsium-133-Atoms, zu 9192631770 angenommen wird, wenn sie in der Einheit Hz ausgedrückt wird, was gleich s−1 ist.

Meine Frage: Machen die Wahrscheinlichkeitsgesetze der Quantenmechanik diese Definition auf einer so kleinen Skala (der Skala von Atomen) in irgendeiner Weise ungenau?

Nein, tatsächlich sind es die Gesetze der Quantenmechanik, die das überhaupt erst möglich gemacht haben. Sie erzeugen die diskreten Energieniveaus, zwischen denen in der „hyperfeinen Übergangsfrequenz“ übergegangen wird, von der sie sprechen.
Was meinst du mit unpräzise? Sie können ein Zeitintervall unter dieser Definition sicherlich nicht mit perfekter Genauigkeit messen, aber Sie können ein Zeitintervall unter keiner Definition mit perfekter Genauigkeit messen.
@Chris Ich spreche offensichtlich nicht davon, Zeitintervalle in der realen Welt mit perfekter Präzision zu messen. Ich spreche von der Definition einer Sekunde, und das war's.
@AlexAdamov Es ist jedoch nicht wirklich klar, was es bedeutet, dass eine Definition "präzise" ist. Das einzige, was mir in den Sinn kommt, ist "Sie erhalten etwas anderes, wenn Sie dasselbe Intervall zweimal messen", aber das ist eine echte Präzisionssache. (Und in einem Sinne, in dem diese Definition sehr, sehr präzise ist, was das angeht)
Wahrscheinlich, wenn die Definition zu weit getrieben wird; aber es muss ihr nur gelingen, präziser zu sein als die anderen konkurrierenden Definitionen.
Ich vermute, was er will, ist, ob Quanteneffekte es ermöglichen, einer Schwingung eines elektromagnetischen Feldes bei der gegebenen, präzisen Frequenz eines einzelnen emittierten Photons eine wohldefinierte Bedeutung zuzuordnen. Jetzt habe ich (noch) nicht viel Wissen über die Quantenfeldtheorie, aber nach dem, was ich gehört habe, ist ein mit einem Photon geladenes EM-Feld weit von einem klassischen Zustand entfernt. Seine Frage lautet also, ob es in diesem Fall etwas Messbares oder theoretisch Beschreibbares gibt, das in dem Intervall, das wir "1 Sekunde" nennen, 9.192.631.770 Mal auf und ab geht oder auf und ab gehen kann .
In der klassischen EM-Theorie gibt es natürlich etwas: Es gibt eine Ausbreitungslösung, bei der die E- und B-Feldvektoren so viele Male die Richtung umkehren. Aber in QFT vermute ich, dass etwas anderes vor sich geht. Der Fall eines einzelnen Photons ist ein Eigenzustand des Zahlenoperators, und ich glaube (wie gesagt, mein Wissen über QFT ist begrenzt und auf das Selbststudium in diesem Stadium meiner Physikausbildung beschränkt), dass dies KEIN Eigenzustand des Feldoperators ist, was ist was würde einem "klassischen EM-Feld" entsprechen. Es stellt sich also die Frage, ob etwas in dieser QFT „9.192.631.770 Mal auf und ab wippt“.
Behandlung ist nicht klar oder einfach zu lösen - und dafür würde ich es jemandem mit dem entsprechenden Fachwissen überlassen, eine gute Antwort zu geben. Das heißt, kurz gesagt, er fragt, was die Definition der Frequenz eines Photons in diesen Begriffen ist und was genau, wenn überhaupt, mit dieser Frequenz schwingt.
@The_Sympathizer, du bist genau richtig, mein Freund.

Antworten (1)

Nein, die Quantenmechanik macht diese Definition einer Sekunde tatsächlich sehr präzise. Die Tatsache, dass die Energien der verschiedenen Zustände des Cäsiumatoms quantisiert sind, ermöglicht es, die genaue Frequenz dieses Übergangs zu definieren (denken Sie daran E = H v ), so dass Sie tatsächlich eine unglaublich genaue Definition einer Sekunde in Bezug auf eine ganze Zahl multipliziert mit der Periode haben können 1 / v . Der hyperfeine Übergang ist eigentlich eine Korrektur der 'üblichen Quantenmechanik', die aus der Relativitätstheorie kommt, so dass die Energie E ist winzig im Vergleich zu den Energien anderer angeregter Zustände. Warum verwenden sie diesen speziellen Übergang? Es muss mit der Genauigkeit zusammenhängen, mit der es gemessen werden kann, aber ich bin kein Experte für Atomphysik.

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