Quantenkohärenz und Dekohärenz

In der Quantenmechanik werden kohärente Zustände als Eigenzustände zu einem Vernichtungsoperator definiert. Afaik ist diese Vorstellung Roy Glauber zu verdanken.

Nun, ich habe gerade gelesen, dass, wenn Sie zum Beispiel einen Spin-Zustand haben, die Kohärenz des Spin-Zustands durch die nicht-diagonalen Elemente der Dichtematrix gemessen wird. Das bedeutet, dass es keine Kohärenz gibt, wenn die Einträge außerhalb der Diagonale Null sind, weil ich dann nur Spin-up oder Spin-down habe.

Sind diese beiden Begriffe miteinander verwandt, weil ich es derzeit nicht sehe.

Wenn etwas unklar ist, lassen Sie es mich bitte wissen.

Ihr letzter Satz ist nicht klar: " Dies bedeutete, dass es keine Kohärenz gibt, wenn die Einträge außerhalb der Diagonale Null sind, weil ich dann nur Spin-up oder Spin-down und sonst etwas Kohärenz habe. " Meinen Sie, dass es keine gibt ? kohärenter Spinzustand? Oder meinen Sie, dass wir keinen kohärenten Zustand haben, wenn die Einträge außerhalb der Diagonale Null sind? Welcher?
@Sofia letzteres.
Wenn die Einträge außerhalb der Diagonalen Null sind, haben Sie natürlich eine Mischung von Zuständen, keine kohärente Superposition, aber was bedeutet für Sie der Ausdruck " weil ich nur Spin-up und Spin-down habe "? Wie auch immer, siehe meine Antwort.

Antworten (1)

Kohärenter Zustand ist eine Sache und Dekohärenz ist etwas anderes.

Der kohärente Zustand hat die Form

( ICH )   | a ⟩ = e − a 2 / 2 ∑ N a N N ! | N ⟩ .

Wo | N ⟩ ist ein Fock-Zustand von n identischen Teilchen. Dieser Zustand ist eine kohärente Überlagerung von Fock-Zuständen, und seine Dichtematrix hat diagonale und nicht-diagonale Elemente.

Dekohärenz bedeutet, dass die Dichtematrix diagonal ist, dh Sie haben eine Mischung, keinen reinen Zustand in Form einer Quantenüberlagerung.

aber wie hängt dieser Begriff der Dekohärenz mit der Kohärenz zusammen, die wir aus der klassischen Mechanik kennen, wo es eine konstante Phasendifferenz zwischen zwei Objekten geben muss, oder unterscheiden sich alle diese Ideen voneinander?
@XinWang Ja, der Begriff der Dekohärenz bedeutet, dass die Kohärenz zerstört wird. Hier ist Kohärenz durchaus mit der von Ihnen erwähnten Vorstellung verbunden, einer konstanten Phasendifferenz zwischen zwei Dingen. In der Quantenmechanik sagen wir, dass wir eine kohärente Überlagerung zweier Zustände haben, ψ 1 Und ψ 2 wenn der globale Zustand ist Ψ = A ( ψ 1 + B e ich ϕ ψ 2 ) , wobei A eine Konstante und B eine reelle und positive Zahl ist. Der Phasenunterschied zwischen ψ 1 Und ψ 2 in dieser Überlagerung ist ϕ . Dies ist eine kohärente Superposition, auch wenn ϕ ist zeitlich nicht konstant. (Ich fahre fort)
@XinWang Um die Kohärenz aufrechtzuerhalten, reicht es aus, dass jedes System, das wir erstellen und funktionieren, funktioniert Ψ , ändert sich die Phasendifferenz zeitlich gemäß der gleichen Funktion ϕ ( T ) . Wenn diese Regeln eingehalten werden, wird die Dichtematrix von Ψ hat außerdiagonale Elemente. Nun, die Dekohärenz löscht die Nebendiagonalen. Wir können nicht mehr schreiben Ψ als A ( ψ 1 + B e ich ϕ ψ 2 ) . Was wir bekommen, ist ein System, das entweder im Zustand ist ψ 1 oder im Staat ψ 2 mit Wahrscheinlichkeiten | A | 2 , bzw | A | 2   B 2 . Schließlich hat der kohärente Zustand, wie Sie sehen, mit all dem nichts zu tun.
Quantenkohärenz und Dekohärenz
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