Unter welchen Umständen ist die Beobachtung einer Superposition möglich?

Laut Ian Stewarts 2013 Symmetry: A Very Short Introduction (S. 119-120),

Experiment und Theorie legen nahe, dass überlagerte Zustände als solche nicht beobachtbar sein sollten; nur einzelne Eigenfunktionen können beobachtet werden. Genauer gesagt ist die Beobachtung einer Überlagerung heikel und nur unter ungewöhnlichen Umständen möglich; bis vor kurzem galt es als unmöglich. [Meine Betonung.]

1) Auf welchen experimentellen und (oder?) theoretischen Durchbruch bezieht er sich (vermutlich) im zweiten Satz?

Ich vermutete zunächst, dass er sich auf das "Quantenmikrofon" bezieht , bin mir aber nicht sicher. Wenn er es jedoch ist, dann 2) wie zählt das als " Beobachtung einer Überlagerung" und wie wurde das theoretisch nicht erwartet? ("Ja, die Quantenmechanik funktioniert immer noch.")


Bearbeiten. Ich bin mir nicht sicher, ob es hilft, aber ich werde die Fortsetzung zitieren (und zwei Tags hinzufügen).

Mit diesem Vorschlag ist die Kopenhagener Interpretation verbunden, in der jede Beobachtung den Zustand irgendwie zu einer Eigenfunktion „kollabiert“. Dieser Vorschlag führte zu quasi-philosophischen Ideen wie Schrödingers Katze und der Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik. Alles, was wir hier brauchen, ist jedoch die zugrunde liegende Mathematik, die uns sagt, dass beobachtbare Zustände irreduziblen Darstellungen der Symmetriegruppe der Gleichung entsprechen. In der Teilchenphysik sind beobachtbare Zustände Teilchen. Symmetriegruppen und ihre Darstellungen sind also ein grundlegendes Merkmal der Teilchenphysik.

Überlagerte Zustände von was beobachtbarem? Jeder Zustand ist gleichzeitig eine Überlagerung vieler Eigenzustände einer Observablen UND eines einzelnen Eigenzustands einer anderen Observablen. Ob es sich bei einem bestimmten Zustand um eine Überlagerung handelt oder nicht, hängt von der betrachteten Observablen ab.
Aus diesem Grund sind Zitate eine gute Sache.

Antworten (2)

Ich würde vermuten, und es kann nur eine Vermutung sein, dass Stewart sich auf eine schwache Messung bezieht .

Es gibt eine ziemlich vage Beschreibung davon in New Scientist . Ärgerlicherweise kann ich die Originalarbeit nicht ausfindig machen, aber wenn Stewarts Buch 2013 geschrieben wurde, passt das Timing.

Meiner Meinung nach spricht Stewart zum Beispiel von Experimenten wie der Cavity Quantum Electrodynamics, bei denen quasi-klassische Zustandsüberlagerungen erreicht und beobachtet werden können. Serge HAROCHE (Nobelpreis 2012) und seine Mitarbeiter am Laboratoire Kastler Brossel haben viel Arbeit in Bezug auf mesoskopische Überlagerungszustände des elektromagnetischen Felds geleistet, die in der Form eines hochqualitativen supraleitenden Hohlraums gespeichert sind.

Schauen Sie sich zum Beispiel die Doktorarbeit von Alexia AUFFEVES GARNIER aus dem Jahr 2004 an, Rabi Oszillation an der Quanten-Klassik-Grenze und Erzeugung von Schrödinger-Katzenzuständen. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006406/fr/