Dekohärenz. Löst es das Messproblem? Ist es diskontinuierlich? Wann tritt es auf?

Ich versuche, den aktuellen wissenschaftlichen Konsens (soweit es so etwas gibt) zur Interpretation der Quantenphysik besser zu verstehen. Ich verstehe, dass dies immer noch ein sehr aktives Forschungsgebiet ist, aber es scheint mir, dass es einen allgemeinen Glauben gibt, dass Dekohärenz eine Art heiliger Gral ist?

Als ich zum ersten Mal in QT eingeführt wurde, wurde uns der Formalismus der Kopenhagener Interpretation beigebracht (vage und unbefriedigende Konzepte von Beobachtungen / Messungen mit einer völlig willkürlichen Linie im Sand zwischen Quanten und Klassik) und ich verstand das so Das sogenannte „Measurement Problem“ war noch immer eines der großen ungelösten Probleme der Physik. In jüngerer Zeit habe ich jedoch den Eindruck gewonnen, dass viele Menschen Dekohärenz als Lösung für dieses Problem ansehen, aber ich habe auch konkrete Behauptungen gesehen, dass Dekohärenz überhaupt nicht versucht, das Messproblem zu lösen. Welches ist es? Besteht das Messproblem noch?

Ich bin auf dieses Papier gestoßen, das sehr ausdrücklich behauptet, dass Dekohärenz das Messproblem nicht löst, und dies auch nie behauptet hat. Warum tun dann so viele Physiker so, als sei das Problem gelöst? 

Kurzer Abriss des Papiers:

Warum die Dekohärenz das Messproblem nicht gelöst hat: Eine Antwort auf PW Anderson

In letzter Zeit ist es in Mode gekommen zu behaupten, dass die Dekohärenz das Problem der Quantenmessung gelöst hat, indem die Notwendigkeit des Postulats des Zusammenbruchs der Wellenfunktion von Von Neumann beseitigt wurde. Zum Beispiel stellt Anderson (2001) in einer kürzlich erschienenen Rezension in Studies in History and Philosophy of Modern Physics fest: „Das letzte Kapitel … befasst sich mit dem Problem der Quantenmessung … Mein Haupttest, der es mir ermöglicht, die ausführliche Diskussion zu umgehen, war eine schnelle, erfolglose Suche im Index nach dem Wort Dekohärenz , das den Vorgang beschreibt, der früher Kollaps der Wellenfunktion genannt wurde. Das Konzept wird jetzt experimentell verifiziert durch wunderschöne Atomstrahltechniken, die den gesamten Prozess quantifizieren.“ Und noch einmal, in seiner Antwort auf die Antwort des Autors (Anderson, 2001): Unsere Meinungsverschiedenheit über „Dekohärenz“ ist real.

In ähnlicher Weise erklären Tegmark und Wheeler (2001) in einem kürzlich erschienenen Artikel von Scientic American, in dem sie die Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik und Dekohärenz diskutieren, … es ist an der Zeit, die Quantenlehrbücher zu aktualisieren: obwohl diese unfehlbar explizites Nicht auflisten -Einheitskollaps als grundlegendes Postulat in einem der frühen Kapitel, ... viele Physiker ... nehmen dies nicht mehr ernst. Der Begriff des Kollapses wird zweifellos als Berechnungsrezept von großem Nutzen bleiben, aber eine zusätzliche Einschränkung, die verdeutlicht, dass dies der Fall ist wahrscheinlich kein grundlegender Prozess, der Schreodingers Gleichung verletzt, könnte scharfsinnigen Studenten viele Stunden frustrierter Verwirrung ersparen.

2 Bonusfragen!

  1. Mein Verständnis ist, dass Dekohärenz ein allmählicher Prozess ist? Etwas, das ziemlich schnell, aber nicht sofort auftritt (richtig?). Was sagt das also über den alten Begriff des diskontinuierlichen „Quantensprungs“ aus? Betrachtet die Mainstream-Physik-Community diesen "Kollaps"-Prozess immer noch als eine diskontinuierliche Sache oder ist mein Verständnis veraltet?

  2. Dies ist vielleicht nicht richtig formuliert, aber hier geht es ... Wann tritt Dekohärenz auf? Nehmen Sie zum Beispiel das Doppelspalt-Experiment, wenn ein "Kollaps" auftritt, bevor die beiden Wellen interferieren, dann gibt es kein Interferenzmuster. Wenn danach "Kollaps" auftrittInterferenz dann wird es ein Interferenzmuster geben. Dies sagt mir, dass der Prozess des "Zusammenbruchs" eine bestimmte Zeit des Auftretens hat. Warum passiert es dann, wenn es passiert? Was verhindert, dass Dekohärenz auftritt, bevor das Teilchen/die Welle die Schlitze passiert? Was ist so anders an einem "Messgerät" im Vergleich zu einem Stickstoffmolekül in der Luft oder etwas Ähnlichem? Wenn ich glauben soll, dass es einfach um viele versteckte Freiheitsgrade geht, wo ziehen Sie dann die Grenze? Wie viele freie Teilchen genau muss ein Objekt haben, bevor wir es ein "klassisches" Objekt nennen?!

Ich bin auf dieses Papier gestoßen, das sehr ausdrücklich behauptet, dass Dekohärenz das Messproblem nicht löst, und dies auch nie behauptet hat. Warum tun dann so viele Physiker so, als sei das Problem gelöst? arxiv.org/abs/quant-ph/0112095
Diese Seite scheint in Bezug auf das Thema lesswrong.com/lw/pp/decoherence kohärent zu sein (sorry), aber ich würde prüfen, ob eine oder mehrere der Antworten auf der rechten Seite ein Duplikat sind, insbesondere. Wie entsteht Quantendekohärenz? Es ist anmaßend von mir, unaufgefordert Ratschläge zu geben, die Sie natürlich ignorieren können, aber ich würde wirklich gerne sehen, dass Sie eine gute Antwort erhalten. Aussagen wie Warum tun so viele Physiker so, als ob das Problem gelöst wäre? möglicherweise nicht hilfreich, es sei denn, Sie können sie mit vielen Papieren und Referenzen untermauern. Trotzdem viel Glück.
Ich habe einen kurzen Auszug aus dem Eröffnungsabschnitt des Papiers hinzugefügt, da viele Benutzer zögern, außerhalb der Website zu klicken, sie würden es vorziehen, es zuerst zu beurteilen. Wenn Ihnen die Bearbeitung nicht gefällt, nehmen Sie bitte meine Entschuldigung an und löschen Sie den hervorgehobenen Teil. Kommentare werden oft gelöscht, und Ihr Link war in den Kommentaren, also hilft es auch, das zu bewahren.
Vielen Dank! Das werde ich in Zukunft im Hinterkopf behalten. Soweit ich verstehen kann, klingt es so, als würde Dekohärenz im Wesentlichen erklären, wie sich das "System" zu einer Mischung von Zuständen entwickelt, die realen beobachtbaren Zuständen entsprechen. Die Apparat/Umwelt-Verschränkung mit dem System und dem Gesamtsystem verwandelt sich in ein Ensemble von physikalisch beobachtbaren Zuständen (Eigenzustände? entsprechend dem Observable/Apparat), die gemessen werden können, aber es versucht nicht zu erklären, wie genau ein Zustand aus dem realisiert wird Ensemble.
Ich bin in Bezug auf Dekohärenz so weit überfordert, dass ich eine Rettungsweste bräuchte, um den Drehungen und Wendungen zu folgen: Dienstags, donnerstags und samstags ist es DIE Antwort, aber an allen anderen Tagen nicht. Sie haben wahrscheinlich Nick Herberts (altes) Buch Quantum Reality gelesen, das aktualisiert wurde, aber mit welchen neuen Informationen kann ich mir nicht vorstellen. Soweit ich mich erinnere, listet er 8 verschiedene Bilder von QM auf.
Sie stellen viele Fragen, daher ist ein Kommentar keine Antwort. Aus meiner Sicht beschreibt die Wellenfunktion kein einzelnes System – oder Katze. Es beschreibt ein Ensemble von Systemen. Das ist die Essenz der Ensembleinterpretation. Jede Messung ist ein Unentschieden aus dem Ensemble. Eine schöne Illustration finden Sie unter web.archive.org/web/20110114170600/http://www.hitachi.com . /rd/research/em/doubleslit.html

Antworten (1)

Einen umfassenden Überblick über Dekohärenz und wie sie in die QM-Interpretationsdebatte passt, finden Sie in Dekohärenz, dem Messproblem und Interpretationen der Quantenmechanik (Schlosshauer, 2005) .

Aus dem Abschnitt „Schlussbemerkungen“:

Wir haben argumentiert, dass Dekohärenz innerhalb der Standardinterpretation der Quantenmechanik das Problem eindeutiger Ergebnisse bei der Quantenmessung nicht lösen kann

Ihre Bonusfragen beziehen sich auf die Dynamik der Dekohärenz und beziehen sich auf das Konzept des "Zusammenbruchs". Aber das sind ausschließende Ansichten: Im Dekohärenzprogramm gibt es keinen Zusammenbruch. Das ist genau das, was das obige Papier "das Problem bestimmter Ergebnisse" nennt:

Die Phasenkohärenz zwischen makroskopisch unterschiedlichen Zeigerzuständen bleibt in dem Zustand erhalten, der die Umgebung einschließt, und wir können das System immer erweitern, um (zumindest Teile von) der Umgebung einzuschließen. Mit anderen Worten, die Überlagerung verschiedener Zeigerpositionen existiert noch, die Kohärenz wird nur „in das größere System delokalisiert“ […] Ein Großteil der allgemeinen Kritik richtet sich gegen die Dekohärenz hinsichtlich ihrer Fähigkeit, das Messproblem zu lösen (zumindest in Kontext der Standardinterpretation) hat sich auf dieses Argument konzentriert.

Ein weiterer interessanter Artikel, der einen ungewöhnlichen Blick darauf gibt, worum es bei Dekohärenz geht, ist Dekohärenz ohne Dekohärenz (Weinstein, 2009) . Abstrakt:

Es wurde behauptet, dass die Dekohärenz offener Quantensysteme die Tendenz makroskopischer Systeme erklärt, quasiklassisches Verhalten zu zeigen. Wir zeigen, dass Quasiklassizität tatsächlich eine unauffällige Eigenschaft ist, die generische Subsysteme von Umgebungen auch ohne dynamische Dekohärenz charakterisiert. Es wird vorgeschlagen, dass Dekohärenz am besten als Erklärung für das Fortbestehen wahrer Klassizität und nicht für die Entstehung von Quasiklassizität angesehen wird.

und aus dem schluss:

Was „Dekohärenz“ mit Zeigerzuständen macht, ist tatsächlich, ihre Klassizität aufrechtzuerhalten, indem ein Kohärenzverlust ausgeschlossen wird. Dekohärenz erklärt nicht die Entstehung der Klassik, sondern ihr Fortbestehen. Dies geschieht, indem der Kohärenzverlust auf der Grundlage einer oder mehrerer Observablen verhindert wird. Die Entstehung der Klassik hingegen scheint auf eine Lösung des sogenannten „Messproblems“ zu warten – erst wenn physikalische Eigenschaften bestimmte Werte annehmen, hat man so etwas wie eine klassische Welt.

Dekohärenz. Löst es das Messproblem? Ist es diskontinuierlich? Wann tritt es auf?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v