Können verschiedene Komponenten einer Wellenfunktion mit verschiedenen Systemen verschränkt werden?

Stellen Sie sich vor, a z -Basis-Spin-Stern-Gerlach-Experiment, bei dem ein einzelnes "Teilchen" durch die Apparatur geschickt wird.

Beim Austritt aus den Stern-Gerlach-Magneten ergibt sich die Summe zweier Zustände. Ein Zustand ist der Spin-up-Zustand, multipliziert mit der Wahrscheinlichkeit, in diesem Zustand zu sein, und auch multipliziert mit a z -Position Gaußsches Paket (über einen Bereich von z Zustände). Der andere Zustand ist der Spin-Down-Zustand, multipliziert mit der Wahrscheinlichkeit, in diesem Zustand zu sein, und ebenfalls multipliziert mit a z -Position Gaußsches Paket (über einen anderen Bereich von z Zustände). Diese beiden Gaußschen Pakete bewegen sich gegenläufig z -Richtungen, und sich nicht im Raum überlappen (nicht in signifikanter Weise überlappen).

Ψ ' = ( e ( z z hoch ) 2 Δ ) a | hoch + ( e ( z z runter ) 2 Δ ) β | runter = Ψ hoch ' | hoch + Ψ runter ' | runter

Es gibt auch einen Zeitabhängigkeitsfaktor, der unterdrückt wird ( z hoch , Δ , Und z runter ändern sich im Laufe der Zeit).

Dann, bei T = T 1 , Kann es sein, dass Ψ hoch ' | hoch später mit einem anderen (hypothetischen) System ("System A") verstrickt werden könnte, während Ψ runter ' | runter nicht, sondern verstrickt sich stattdessen mit einem anderen System B? Hier befinden sich A und B an unterschiedlichen Stellen entlang der z-Achse.

Wenn dies der Fall ist, entwickeln sich System A und System B jeweils zumindest teilweise aufgrund des Gaußschen Pakets, mit dem sie interagierten. Nehmen wir zum Zwecke dieser Diskussion an, dass System A und System B nicht direkt gemessen werden.

Angenommen, bei T 2 > T 1 , der Spin des Teilchens wird dann gemessen und das Ergebnis ist Spin up. In diesem Fall würde dieser Teil der Evolution von System B dazwischen liegen T 1 Und T 2 , aufgrund der Partikel Ψ runter ' | runter mit denen es interagiert hat, "annulliert" wird (oder vielleicht, technischer ausgedrückt, "post-selektiert"?

Eine andere Möglichkeit, dies zu betrachten, ist die Dekohärenz-Perspektive. Vermuten Ψ ' ist das System und A und B sind Objekte der "Umwelt". Ich denke, die Dekohärenztheorie geht davon aus Ψ hoch ' mit einem Zustand von A verschränkt (korreliert) werden könnte, während Ψ runter ' könnte mit einem Zustand von B verstrickt (korreliert) werden (wenn A innerhalb der Ψ hoch ' Gaußsches Positionspaket und B liegt innerhalb der Ψ runter ' Gaußsches Positionspaket). Aber Ψ hoch ' wird nicht mit einem Zustand von B und korreliert Ψ runter ' nicht mit einem Zustand von A korreliert. (Mit "innerhalb" meine ich innerhalb weniger Standardabweichungen vom Zentrum der Gaußschen.) Ich denke also, dass es für zwei verschiedene Komponenten derselben Wellenfunktion möglich ist ( die sich addieren, um diese Wellenfunktion zu erzeugen) können sich mit Zuständen von zwei anderen, unterschiedlichen Systemen verschränken.

Antworten (1)

Ich denke, die Antwort auf meine erste Frage ist nein:

Nehmen wir an, A und B sind Detektoren. Jeder hat zwei Zustände: |erkannt> und |nicht erkannt>. Dann haben wir:

Ψ′up∣up⟩|A erkannt>|B nicht erkannt> + Ψ′down∣down⟩|A nicht erkannt>|B erkannt>

Beide räumlich getrennten Teile der Wellenfunktion verschränken sich mit beiden Detektoren. (Die Normalisierung wird der Einfachheit halber unterdrückt.)

Für ähnliche Argumente siehe Quantum.phys.cmu.edu/CQT/chaps/cqt18.pdf

Ich bin mir ziemlich sicher, dass dies nicht korrekt ist, aber ich möchte die ursprüngliche Frage trotzdem bereinigen, bevor ich antworte. Zum Beispiel denke ich immer noch, dass es unnötig ist, sowohl die Impuls- als auch die Positionswellenfunktion zu haben. Es ist auch verwirrend, weil einige der wichtigen Teile der Fourier-Transformation darin verborgen sind a Und β . Gibt es eine Möglichkeit, den ursprünglichen Beitrag zu vereinfachen, vielleicht beginnend mit den Positionswellenfunktionen?
@ DanielSank Daniel, ich habe die Frage so bearbeitet, wie Sie es meiner Meinung nach vorgeschlagen haben. Danke.