Erklärt Dekohärenz alle Fälle des Zusammenbruchs einer Wellenfunktion?

Fast phänomenologisch ist „das Erscheinen von metallischen Silberflecken auf einer fotografischen Platte“ ein thermodynamischer Übergang, der mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abläuft, abhängig von den Einzelheiten der Herstellung der Platte und den Einzelheiten der Belichtung der fotografischen Platte. Solche thermodynamischen Übergänge sind oft auf nichttriviale Weise korreliert. Alles, was QM tun muss, um nützlich zu sein, ist, die Statistik der thermodynamischen Übergänge zu modellieren oder zu beschreiben. [Beachten Sie, dass meine Einführung der Idee eines thermodynamischen Übergangs meine Behauptung hier "theoriegeladen" macht, nicht ganz phänomenologisch, zumindest in diesem Ausmaß.]

Eine Erklärung ist für die Nützlichkeit nicht erforderlich . Ein Forschungsthema in der Philosophie der Physik war der Versuch, festzustellen, was ein Modell "erklärend" macht, was meiner Meinung nach eher nicht schlüssig war. Modelle können aus vielen verschiedenen Gründen mehr oder weniger nützlich sein, einschließlich Lenkbarkeit und Direktheit der Referenz zwischen Elementen der Theorie und Elementen experimenteller Signaldaten. Beachten Sie, dass eine Klasse von Modellen 50 Jahre lang erklärend erscheinen kann, selbst wenn es sich um die Phlogiston-Theorie handelt, wenn das Modell in irgendeiner Weise oberflächlich nett ist.

Das bringt mich zu meiner Antwort, die Sie ziemlich sicher nicht nützlich finden werden, nämlich dass Dekohärenz nicht besonders gut erklärt, was auch immer das bedeutet, teilweise weil es kein sehr handhabbarer Ansatz ist. Dekohärenz scheint ziemlich direkte Bezüge zu haben, was sie vielleicht für manche Menschen sehr attraktiv macht. Dasselbe gilt für den „Kollaps der Wellenfunktion“: Es ist möglich, experimentelle Daten zu strukturieren, indem man den Kollaps der Wellenfunktion als grundlegende Modellierungsstrategie nimmt, aber bisher hat niemand eine Mathematisierung hervorgebracht, die nützlicher ist, als sich nur mit der Statistik der Thermodynamik zu befassen Veranstaltungen. Es gibt Leute, die denken, dass es beleuchtet, was wir mit QM auf eine Art und Weise machen, die zu einer besseren mathematischen Formulierung der ganzen Theorie führen könnte, aber ich denke, noch nichts.

In ähnlicher Weise wird Ihnen vielleicht auffallen, dass Teilchenphysik häufiger als Hochenergiephysik bezeichnet wird als früher, was meiner Meinung nach die nicht einheitlich anerkannte Erkenntnis widerspiegelt, dass die Erklärung von Spuren offensichtlich verwandter thermodynamischer Ereignisse in Detektoren so ist "verursacht durch Teilchen" wird durch die vielen Niederenergieexperimente abgeschwächt, die zeigen, dass das Konzept eines Teilchens nicht so einfach sein kann. Ab sofort sind Quantenfelder wahrscheinlich auch der Ort der Beschreibung von Experimenten.

Ich bin gespannt, ob Sie dieses Argument so niederschlagen können, wie es ist. Ich glaube, Sie sehen das alles falsch, aber natürlich kann es an mir liegen. Dass ich lange daran gearbeitet habe, garantiert nicht viel.

BEARBEITEN (ein langer Kommentar als Antwort auf Martys Kommentar, in dem zuerst "Quantum Siphoning" erwähnt wird): Ich nehme die Wellenfunktion und die Operatoren als eine gute Möglichkeit, Wahrscheinlichkeitsmaße zu generieren. Der empirische Erfolg kommt von den Wahrscheinlichkeiten, gute Modelle für (oder Beschreibungen von) Statistiken von experimentellen Rohdaten zu sein. Ich gehe davon aus, dass Wahrscheinlichkeiten keine einzelnen Ereignisse verursachen, sondern eine Reihe von Ereignissen beschreiben (ungeachtet der Neigungsinterpretationen der Wahrscheinlichkeit). [ Wenn wir den Weg der Wigner-Funktion gehen - was ich nicht tue, außer als mathematische Äquivalenz, weil ich denke, dass es die Beziehung zu empirischen Daten verschleiert - die Wellenfunktion ist nur eine verallgemeinerte Wahrscheinlichkeitsfunktion, die manchmal negative Werte hat.] Wenn man Wahrscheinlichkeitsverteilungen aufgrund von Erfahrung ändern möchte, anstatt Wenn man andere statistische Ansätze verfolgt, sollte man so etwas wie die Bayes-Regel verwenden, die im Allgemeinen nicht nur die Wahrscheinlichkeit von 0,615802 auf 0 oder 1 ändert. Der „Zusammenbruch“ der Wellenfunktion fügt dem Konzept eine zusätzliche Strukturebene hinzu einer Wahrscheinlichkeitsverteilung, die meiner Meinung nach einfach nicht gut passt, als Mathematik. Wenn die Leute "collapse" verwenden wollen, muss das meiner Meinung nach irgendwie anders gemacht werden. Es ist möglich, dass eine Neigungsinterpretation für Sie funktionieren könnte,

Ich denke, ich bevorzuge meine Beschreibung einzelner Ereignisse (und wir müssen vielleicht akzeptieren, dass dies ein Knackpunkt ist) - dass wir sagen sollten, dass die einzelnen Ereignisse "thermodynamische Übergänge" sind, was auch immer das bedeutet, und eine kausale Erklärung darüber hinterlassen, wie das passiert für die Zukunft. Das Konzept der thermodynamischen Übergänge ist das historische Konzept aus der Physik, das meiner Meinung nach auf den Fall passt. Ein thermodynamisches Ereignis ruft implizit mindestens eine große Anzahl, vielleicht unendlich viele Freiheitsgrade hervor, um zu erklären, was passiert, wenn es eine scheinbare Diskontinuität gibt, es führt ein Maß an Komplexität ein, das mathematisch schwer zu handhaben ist, was definitiv seine Probleme hat. Die Dekohärenz führt auch eine unendliche Anzahl von Freiheitsgraden ein, aber ich denke, indem man die Umgebung so einführt, wie sie es tut, tut es das nicht. die Komplexität der fotografischen Platte nicht angemessen erfassen. Ich denke, Ihre Beschreibung dessen, was in einer Fotoplatte passiert, akzeptiert diese Komplexität, versucht dann aber, den "Zusammenbruch" eines Quantenzustands zu machen, der bei weitem nicht so viel Struktur wie die Fotoplatte hat, um eine Erklärung für das zu sein, was passiert. Es ist wichtig, dass es nicht unter den Tisch gekehrt wird, aber wir können messen, wo und wann thermodynamische Ereignisse stattfinden, ohne zu wissen, wie sie passieren.

Ich hoffe, das ist hilfreich. Ich nehme an, dass sonst niemand zuhört!

Die Antwort ist einfach: Dekohärenz erklärt den Zusammenbruch der Wellenfunktion nicht und könnte so etwas unmöglich tun. Dekohärenz und Kollaps sind komplementäre Phänomene, aber sie sind grundlegend verschieden

Die Dekohärenz wird höchstens dazu führen, dass alle Interferenzterme im Wesentlichen zufällige Phasen haben, die sich zu Null mitteln, wodurch nur quadrierte positive Wahrscheinlichkeiten auf der Diagonalen verbleiben. Dieser gemischte Zustand wird normalerweise mit einer klassischen Wahrscheinlichkeitsverteilung in Mikrozuständen verglichen, und die Leute stürzen sich normalerweise gerne auf die Aussage, dass die Dekohärenz eine klassische Grenze „erzeugt“ hat. Aber die Wahrheit ist, dass die Dekohärenz so etwas nicht bewirkt hat. Die Wahrscheinlichkeiten, auch wenn sie als klassische Verteilung interpretiert werden können, ihre Unsicherheiten sind von Natur aus Quanten. Einzelne Messungen (in dem von Ihnen verwendeten Beispiel ein bestimmter Punkt auf einer silbernen Fotoplatte) sind immer noch einzelne Einbrüche. Erst nachdem eine statistisch signifikante Stichprobe von Eigenzuständen vorliegt,

Jede Erklärung muss erklären, woher diese Energie kommt.

Die Energie stammt von der Energie eines einzelnen Photons, das den ganzen Weg von einem fernen Stern gekommen ist. E=h*nu , nu die Frequenz.

Wie behauptet "Dekohärenz", dies zu tun?

Dekohärenz hat wenig mit einzelnen Photonen oder Teilchen zu tun. Es hat hauptsächlich mit einem Vielteilchensystem zu tun, bei dem die Teilchen kohärent sind, dh . sind die vollständige Lösung einer quantenmechanischen Gleichung für ein Vielteilchensystem, eine einzelne Zustandsfunktion, wobei alle Phasen durch die Randbedingungen der Erzeugung dieser Zustandsfunktion definiert sind.

Ich habe immer wieder gehört, dass es eine diagonalisierte Matrix gibt, aber niemand hat sich freiwillig gemeldet, um genau zu sagen, über welche Matrix sie sprechen. Ist es zum Beispiel die Matrix der Ortszustände des Photons?

Ein Laserstrahl zum Beispiel ist kohärent, was bedeutet, dass jedes Photon, das durch einen Vektor in einer Matrixdarstellung dargestellt wird, außerdiagonale Elemente mit den anderen Photonen haben wird, wohldefiniert, dh die Phasen sind fest und wohldefiniert. Wenn der Strahl dekohäriert wird, tendieren die außerdiagonalen Elemente gegen Null und es gibt nur das einzelne Photon in der Diagonale.

Oder sind es vielleicht die Oxidationsstufen des Silberatoms?

Die Dichtematrix bezüglich des Photons ist in dieser Situation irrelevant. Was die mit den Silberatomen initiierten Reaktionen betrifft, so kann dies formuliert werden, da es sich um einen Vielkörperzustand handelt, aber einfache Chemie ist ausreichend.

Und ich hätte wirklich gerne eine bessere Erklärung dafür, wie die Matrix "diagonalisiert" wird, als einfach zu wiederholen, dass sie in "thermischem Kontakt mit der Umgebung" steht.

Nun, hier ist ein Blogeintrag , der die Dichtematrix klassisch und quantenmechanisch behandelt. Ich werde es selbst lesen, um festzunageln, wie genau die Phasen gegen Null gehen. Bis jetzt schien es eine vernünftige Annahme für ein Vielkörper-Randomisierungssystem zu sein.

Die Photonen, die von einem Stern auf das Silber treffen, sind ein einzelnes Photon. Seine Energie, die auf das molekulare System übertragen wird, löst eine chemische Reaktion aus, die quantenmechanisch und mit einem Dichtematrix-Formalismus untersucht werden kann, aber für die Geschichte des Photons irrelevant ist.

Wenn wir nun annehmen, dass das Photon von einer Abregung eines Atoms in dem Lichtjahre entfernten Stern unterwegs nicht interagiert hat, und das ist wahrscheinlich, da wir Absorptionsspektren von Sternen sehen, dann ist die Zustandsfunktion Atom-Photon " kollabiert", wenn das Photon auf das Silber trifft, also zum ersten Mal wechselwirkt. "Zusammenbruch" ist eine Art zu sagen "interagiert". Die Wahrscheinlichkeitsfunktion (das ist die Zustandsfunktion im Quadrat) sagt uns, wie das Photon erzeugt wurde und woher es kommt usw. Die Silberspezifikation gibt einen Treffer beim experimentellen Aufbau der Wahrscheinlichkeit Verteilung.